邊坡穩(wěn)定計(jì)算書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上路基邊坡穩(wěn)定性分析本設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)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(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。1.確定本設(shè)計(jì)計(jì)算的基本參數(shù)本段路段路堤邊坡的土為粘性土，根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范，取土的容重=18.5kN/m³，粘聚力C=20kpa，內(nèi)摩擦角C=24º，填土的內(nèi)摩擦系數(shù)=tan24º=0.445。2.行車荷載當(dāng)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003）規(guī)定對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為12.8m； Q一輛車的重力（標(biāo)準(zhǔn)車

2、輛荷載為550kN）；N并列車輛數(shù)，雙車道N=2，單車道N=1； 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(shù)K3.1 計(jì)算步驟：（1）按4.5H 法確定滑動(dòng)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(diǎn)。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(diǎn)向右引水平線，在水平線上截取4.5H，得E 點(diǎn)。根據(jù)兩角分別

3、自坡角和左點(diǎn)作直線相交于F 點(diǎn)，EF 的延長(zhǎng)線即為滑動(dòng)圓心輔助線。c.連接邊坡坡腳A 和頂點(diǎn)B，求得AB 的斜度i=1/1.5，據(jù)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(dòng)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(dòng)曲線每一分段中點(diǎn)與圓心豎曲線之間的偏角i(圓心豎曲線左側(cè)為負(fù)，右側(cè)為正)以及每分段的面積Si和弧長(zhǎng)Li；（5）計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)：首先假定兩個(gè)條件：a,忽略土條間的豎向剪切力Xi及Xi+1 作用；b,對(duì)滑動(dòng)面上的切向力Ti 的大小做了規(guī)定。根據(jù)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(shù)為K，則土條

4、i的滑動(dòng)面上的抗剪強(qiáng)度f(wàn)i也只發(fā)揮了一部分，畢肖普假設(shè)fi與滑動(dòng)面上的切向力Ti相平衡，即： （2）將（1）代入式（2）得： (3)又已知土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)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(jì)，則式（5）可簡(jiǎn)化為： （6）其中 （7）式（6）就是簡(jiǎn)化畢肖普法計(jì)算土坡穩(wěn)定安全系數(shù)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(gè)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(jì)算求得新的K值，如此反復(fù)迭代，直至假定K值于求得的K值相近為止。3

5、.2 具體計(jì)算過(guò)程及圖表，41.723 m。假設(shè)K1 =1.36，計(jì)算結(jié)果如表2-1 所示:表2-1 計(jì)算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算可得=5084.20/3744.79=1.357計(jì)算出的K1 與假設(shè)的K1相差很小，即K1 =1.36，46.968 m。假設(shè)K2=1.32，計(jì)算結(jié)果如表2-2 所示:表2-2 計(jì)算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算可得=3079.18/2336.18=1.318計(jì)算出的K 2與假設(shè)的K2相差很小，即K2 =1.32，52.645 m。假設(shè)K3= 1.44 ，計(jì)算結(jié)果如表2-3 所示:表2-3 計(jì)算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算可得=2124.65/1473.09=1.442計(jì)算出的K3

6、與假設(shè)的K3相差很小，即K3 =1.44，45.935m。假設(shè)K4=1.31，計(jì)算結(jié)果如表2-4 所示:表2-4 計(jì)算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算可得=3669.29/2795.30=1.312計(jì)算出的K4與假設(shè)的K4相差很小，即K4 =1.31，43.022m。假設(shè)K5=1.40，計(jì)算結(jié)果如表2-5所示表2-5 計(jì)算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算可得=4472.19/3203.54=1.396計(jì)算出的K5 與假設(shè)的K相差很小，即K5 =1.403.3.2 Kmin的確定因?yàn)镵1 =1.36，K2 =1.32，K3 =1.44，K4 =1.31，K5 =1.40，所以Kmin = K4 =1.311.30，

7、滿足要求擋土墻設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料1.1 墻身構(gòu)造本設(shè)計(jì)路段在K15+400K15+560段左側(cè)地面橫坡較長(zhǎng)。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(guò)高而造成邊坡的可能滑動(dòng)。特設(shè)置路堤府斜式擋土墻120m，沿墻長(zhǎng)每10m設(shè)置伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)沿墻內(nèi)、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(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算驗(yàn)算,取K15+540橫斷面左側(cè)擋土墻進(jìn)行分析。墻身擬采用7.5號(hào)漿砌片石結(jié)構(gòu)，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

8、用0.7×0.7（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(zhì)情況填方部分，假設(shè)都為粘土，內(nèi)摩擦角=24°，土的容重=18.5KN/M³，粘聚力C=20Kpa，等效內(nèi)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(shù)f=3.5,地基承載應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值。=350Kpa。1.3墻身材料墻體采用漿砌片石結(jié)構(gòu)，7.5號(hào)砂漿，25號(hào)片石，墻體容重k=24KN/m3。按規(guī)范：容許壓應(yīng)力為a=720Kpa,容許剪應(yīng)力=147Kpa。2 車輛荷載根據(jù)路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG 2004 ) ，車輛荷載為計(jì)算的方

9、便， 可簡(jiǎn)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(jì)算對(duì)于墻前土的被動(dòng)土壓力，在擋墻基礎(chǔ)一般埋深的情況，考慮各種自然力和人畜活動(dòng)的影響，偏于安全。一般不計(jì)被動(dòng)土壓力,只要考慮主動(dòng)土壓力，用庫(kù)倫理論進(jìn)行計(jì)算，3.1破裂面計(jì)算假設(shè)破裂面交于荷載中部,則A0=1/2(a+H+2 ho)(a+H)=1/2（12.62+10+2×0.84）×（12.62+12）=598.27B0=1/2ab+(b+d) ho-1/2H(H+2a+2h0)tan=1/2×12.62×20.94+（20.94+0）×0.84-1/2×

10、10×（10+2×12.62+2×0.84）×0.19=115.235其中: =+=27.96°+11.31°+11°=50.27°則=arctg44.94°3.2破裂面驗(yàn)算堤頂破裂面距墻踵距離（H+a）=（10+12.62）×0.96=21.27m荷載內(nèi)邊緣距墻踵距離 b+d-H=20.94+0-10×0.20=19.64m荷載外邊緣距墻踵b+d+l0- H=20.94+0+26-10×0.20=44.94m由以上數(shù)據(jù)可得：19.6421.2744.94，破裂面交于路基面外

11、邊坡，故假設(shè)與實(shí)際相符合。3.3計(jì)算主動(dòng)土壓力 =8.41（m）h3=H-h1-h2=10-0.59-8.41=1（m）=2.603.3.3 主動(dòng)土壓力Ea的計(jì)算=0.5×18.5×10²×0.35×2.60=841.75 kN=841.75×cos（11°+11.31°）=778.74 kN=841.75×sin（11°+11.31°）=319.54 kN3.4土壓力作用點(diǎn)位置=3.37=3.46-3.37×tan11°=2.80其中：B1=3.4/cos11°=3.464 設(shè)計(jì)驗(yàn)算墻身面積：S=40.39(m2)墻重： G=747.23kN力臂ZG的計(jì)算：ZG=4.10（m）4.1墻身穩(wěn)定性驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算在計(jì)算中我們不考慮墻前被動(dòng)土壓力的影響，所以0=3.5740抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc =1.3141.300其中滿足抗滑穩(wěn)定 4.1.2 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算=29.420抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)K0=3.461.5滿足傾覆穩(wěn)定其中