邊坡穩(wěn)定計算書

1、路基邊坡穩(wěn)定性分析本設計計算內容為廣西梧州繞城高速公路東段k15+400k16+800路段中出現(xiàn)的最大填方路段。該路堤邊坡高22m，路基寬26m，需要進行邊坡穩(wěn)定性驗算。1.確定本設計計算的基本參數本段路段路堤邊坡的土為粘性土，根據公路路基設計規(guī)范，取土的容重=18.5kN/m，粘聚力C=20kpa，內摩擦角C=24，填土的內摩擦系數=tan24=0.445。2.行車荷載當量高度換算高度為:h0行車荷載換算高度；L前后輪最大軸距，按公路工程技術標準（JTG B01-2003）規(guī)定對于標準車輛荷載為12.8m； Q一輛車的重力（標準車輛荷載為550kN）；N并列車輛數，雙車道N=2，單車道N=1

2、； 路基填料的重度（kN/m3）； B荷載橫向分布寬度，表示如下： 式中：b后輪輪距，取1.8m； m相鄰兩輛車后輪的中心間距，取1.3m； d輪胎著地寬度，取0.6m。3. Bishop法求穩(wěn)定系數K3.1 計算步驟：（1）按4.5H 法確定滑動圓心輔助線。由表查得1=26， 2 =35 及荷載換算為土柱高度h0 =0.8446(m),得G點。a .由坡腳A 向下引豎線，在豎線上截取高度H=h+h0（h 為邊坡高度，h0 為換算土層高）b.自G 點向右引水平線，在水平線上截取4.5H，得E 點。根據兩角分別自坡角和左點作直線相交于F 點，EF 的延長線即為滑動圓心輔助線。c.連接邊坡坡腳A

3、和頂點B，求得AB 的斜度i=1/1.5，據此查路基路面工程表4-1得1,2。圖1(4.5H法確定圓心)（2）在CAD上繪出五條不同的位置的滑動曲線（3）將圓弧范圍土體分成若干段。（4）利用CAD功能讀取滑動曲線每一分段中點與圓心豎曲線之間的偏角i(圓心豎曲線左側為負，右側為正)以及每分段的面積Si和弧長Li；（5）計算穩(wěn)定系數：首先假定兩個條件：a,忽略土條間的豎向剪切力Xi及Xi+1 作用；b,對滑動面上的切向力Ti 的大小做了規(guī)定。根據土條i的豎向平衡條件可得： 即 （1）若土坡的穩(wěn)定安全系數為K，則土條i的滑動面上的抗剪強度fi也只發(fā)揮了一部分，畢肖普假設fi與滑動面上的切向力Ti相平

4、衡，即： （2）將（1）代入式（2）得： (3)又已知土坡的穩(wěn)定安全系數K為： （4）將式（3）代入式（4）中得： （5）由于上式中Xi及Xi+1是未知的，故求解尚有困難。畢肖普假定土條間豎向剪切力均略去不計，則式（5）可簡化為： （6）其中 （7）式（6）就是簡化畢肖普法計算土坡穩(wěn)定安全系數的公式。由于式（7）也包含K值，因此式（6）須用迭代法求解，即先假定一個K值，按式（7）求得的值，代入式（6）中求出K值。若值與假定值不符，則用此K值重新計算求得新的K值，如此反復迭代，直至假定K值于求得的K值相近為止。3.2 具體計算過程及圖表3.2.1以為圓心過坡腳做一滑動面，41.723 m。假設K

5、1 =1.36，計算結果如表2-1 所示:表2-1 計算土坡的穩(wěn)定安全系數計算可得=5084.20/3744.79=1.357計算出的K1 與假設的K1相差很小，即K1 =1.363.2.2以為圓心過坡腳做一滑動面，46.968 m。假設K2=1.32，計算結果如表2-2 所示:表2-2 計算土坡的穩(wěn)定安全系數計算可得=3079.18/2336.18=1.318計算出的K 2與假設的K2相差很小，即K2 =1.323.2.3以為圓心過坡腳做一滑動面，52.645 m。假設K3= 1.44 ，計算結果如表2-3 所示:表2-3 計算土坡的穩(wěn)定安全系數計算可得=2124.65/1473.09=1.

6、442計算出的K3與假設的K3相差很小，即K3 =1.443.2.4以為圓心過坡腳做一滑動面，45.935m。假設K4=1.31，計算結果如表2-4 所示:表2-4 計算土坡的穩(wěn)定安全系數計算可得=3669.29/2795.30=1.312計算出的K4與假設的K4相差很小，即K4 =1.313.2.5以為圓心過坡腳做一滑動面，43.022m。假設K5=1.40，計算結果如表2-5所示表2-5 計算土坡的穩(wěn)定安全系數計算可得=4472.19/3203.54=1.396計算出的K5 與假設的K相差很小，即K5 =1.403.3.2 Kmin的確定因為K1 =1.36，K2 =1.32，K3 =1.

7、44，K4 =1.31，K5 =1.40，所以Kmin = K4 =1.311.30，滿足要求擋土墻設計1. 設計資料1.1 墻身構造本設計路段在K15+400K15+560段左側地面橫坡較長。為了收縮邊坡，減少填方工程量，保證邊坡的穩(wěn)定性，避免因過高而造成邊坡的可能滑動。特設置路堤府斜式擋土墻120m，沿墻長每10m設置伸縮縫，縫寬2cm，縫內沿墻內、外、頂三邊添塞瀝青板。采用最不利荷載，即擋墻最高的斷面進行設計計算驗算,取K15+540橫斷面左側擋土墻進行分析。墻身擬采用7.5號漿砌片石結構，墻高10m，墻頂填土高a=12.62m寬b=20.94（m），頂寬1.3m，面坡背坡傾斜坡度分別為

8、1：0.25，1：0.2 ,基底傾斜，傾斜角0=11為增加抗滑性能在墻底采用0.70.7（m）墻趾坡度與面坡一致。（如下圖） 擋土墻示意圖 （單位：m）1.2 地質情況填方部分，假設都為粘土，內摩擦角=24，土的容重=18.5KN/M，粘聚力C=20Kpa，等效內摩擦角=27.96，墻背與填土間的摩擦角=11.31，。墻底與地基摩擦力系數f=3.5,地基承載應力標準值。=350Kpa。1.3墻身材料墻體采用漿砌片石結構，7.5號砂漿，25號片石，墻體容重k=24KN/m3。按規(guī)范：容許壓應力為a=720Kpa,容許剪應力=147Kpa。2 車輛荷載根據路基設計規(guī)范(JTG 2004 ) ，車輛

9、荷載為計算的方便， 可簡化換算為路基填土的均布土層， 并采用全斷面布載。換算土層厚： 3 土壓力計算對于墻前土的被動土壓力，在擋墻基礎一般埋深的情況，考慮各種自然力和人畜活動的影響，偏于安全。一般不計被動土壓力,只要考慮主動土壓力，用庫倫理論進行計算，3.1破裂面計算假設破裂面交于荷載中部,則A0=1/2(a+H+2 ho)(a+H)=1/2（12.62+10+20.84）（12.62+12）=598.27B0=1/2ab+(b+d) ho-1/2H(H+2a+2h0)tan=1/212.6220.94+（20.94+0）0.84-1/210（10+212.62+20.84）0.19=115.

10、235 其中: =+=27.96+11.31+11=50.27則=arctg44.943.2破裂面驗算堤頂破裂面距墻踵距離（H+a）=（10+12.62）0.96=21.27m荷載內邊緣距墻踵距離 b+d-H=20.94+0-100.20=19.64m荷載外邊緣距墻踵b+d+l0- H=20.94+0+26-100.20=44.94m由以上數據可得：19.6421.2744.94，破裂面交于路基面外邊坡，故假設與實際相符合。3.3計算主動土壓力3.3.1系數的計算3.3.2土壓力的計算 =8.41（m）h3=H-h1-h2=10-0.59-8.41=1（m）=2.603.3.3 主動土壓力Ea

11、的計算=0.518.5100.352.60=841.75 kN=841.75cos（11+11.31）=778.74 kN=841.75sin（11+11.31）=319.54 kN3.4土壓力作用點位置=3.37=3.46-3.37tan11=2.80其中：B1=3.4/cos11=3.464 設計驗算墻身面積：S=40.39(m2)墻重： G=747.23kN力臂ZG的計算：ZG=4.10（m）4.1墻身穩(wěn)定性驗算4.1.1抗滑穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定性驗算在計算中我們不考慮墻前被動土壓力的影響，所以0=3.5740抗滑穩(wěn)定系數Kc =1.3141.300其中滿足抗滑穩(wěn)定 4.1.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗算=29.420抗傾覆穩(wěn)定性系數K0=3.461.5滿足傾覆穩(wěn)定4.1.3基底應力與合力偏心距驗算其中：