【文章內(nèi)容簡介】 為純凈的粗砂、中砂、礫石、碎石時，其粘聚力很小，可忽略不計，則式（）變?yōu)椋? ()式()也適用于均質(zhì)砂類土路塹邊坡的穩(wěn)定性驗算。（三）圓弧滑動面法用粘性土填筑的路堤，邊坡滑坍時的破裂面形狀為一曲面，為簡化計算，通常近似地假設(shè)為一圓弧狀滑動面。分析邊坡穩(wěn)定性時，按其各種不同的假設(shè)，有多種方法，但工程上普遍采用條分法(又稱瑞典法)及具簡化計算的表解法和圖解法。條分法是圓弧滑動面穩(wěn)定性計算方法中一種具有代表性的方法。該法力的概念明 條分法驗算計算圖確，使用范圍較廣，基本原理是靜力平衡，計算時取邊坡的單位長度。分條的目的，在于使計算結(jié)果較為精確。穩(wěn)定系數(shù)最小值，通過多道圓弧試算而得，計算工作量較大，分條不宜過多。條分法要求作圖準(zhǔn)確，盡量減少量取尺寸的誤差。1. 計算公式及其步驟1)，通過坡腳任意選定一個可能的圓弧滑動面AB，其半徑為R。將滑動土體分成若干個垂直土條，其寬度一般為24m，通常分810個土條，分條時，可結(jié)合橫斷面特征，如分在邊坡或地面變化點處，以便簡化計算。2）計算每個土條的土體重Q，引至滑裂圓弧驗算面上并分解為： 條分法驗算計算圖 切向力 （） 法向力 （）式中：為第條土體弧段中心點的半徑線與通過圓心的垂線之間的夾角。3)以圓心o點為轉(zhuǎn)動圓心，半徑R為力臂，計算滑動面上各力對O點的滑動力矩，但應(yīng)注意在OY軸右側(cè)的為正，是促使土楔體滑動的力；而在OY軸左側(cè)的方向相反，其值為負(fù)，是抵抗土楔體滑動的力，其產(chǎn)生的力矩應(yīng)在滑動力矩中扣除。因此，滑動力矩為。計算土條重時，行車荷載換算的土柱應(yīng)計算在相應(yīng)的土條重中。4)以O(shè)點為圓心，計算滑動面上各力對O點的抗滑力矩，5)求穩(wěn)定系數(shù)K： ()式中：——滑動圓弧AB的總長度（）；——填料的粘聚力（）；——填料的摩擦系數(shù)；當(dāng)路堤由不同填料分層填筑而成時，式()中的各土條重應(yīng)為該土條所包含的各土層中重力之和，而各土條、值，應(yīng)取該土條的底部弧段所處土層的數(shù)據(jù)。6)再假定幾個可能的滑動圓弧，按上述步驟分別計算相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，在圓心輔助線上繪出穩(wěn)定系數(shù)對應(yīng)于圓心的關(guān)系曲線，在該曲線上找出最小的穩(wěn)定系數(shù)，與對應(yīng)的滑動面就是最危險的滑動面。當(dāng)≥ ()認(rèn)為邊坡是穩(wěn)定的。對的具體要求可根據(jù)土的特性、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的可靠程度、公路等級與路段的重要性和地區(qū)經(jīng)驗綜合考慮確定；當(dāng)尺≤，則應(yīng)放緩邊坡，再按上述方法進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。各圓弧的圓心位置，可采用輔助線的方法確定。(2)確定圓心輔助線根據(jù)經(jīng)驗，最危險滑動面的圓心在一條直線上，該直線稱為圓心輔助線。176。法。 四、邊坡穩(wěn)定性設(shè)計的計算參數(shù)路基處在復(fù)雜的自然條件下。其穩(wěn)定性隨環(huán)境條件(特別是土的含少量)及其作用時間的增長而變化。因此，在驗算邊坡穩(wěn)定性時，對于土的物理力學(xué)數(shù)據(jù)的選用，以及可能的最不利情況，應(yīng)慎重考慮，力求能與路基將來實際情況相一致。路塹與路堤邊坡穩(wěn)定性的條件有所不同。路塹是在天然土層中開挖而成，土石性質(zhì)是自然存在。而路堤是由人工填筑而成，填料性質(zhì)可由人為方法控制。在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗算時，應(yīng)注意土的試驗資料的不同。穩(wěn)定性驗算所需土壤的試驗資料：(1)土的容重()；(2)內(nèi)摩擦角(176。)；(3)粘結(jié)力()；對路塹和天然土坡，試驗時應(yīng)取原狀土。對路堤，應(yīng)取與現(xiàn)場壓實情況一致的壓實土來進(jìn)行試驗獲得數(shù)據(jù)。試驗所得資料，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，考慮季節(jié)性變化的影響，以最不利季節(jié)和最不利水溫條件的情況進(jìn)行調(diào)整。1．多層土體驗算的參數(shù)確定當(dāng)路堤各層填料性質(zhì)不同，進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗算時，所采用的驗算數(shù)據(jù)可按加權(quán)平均值法求得，如下式： （） （） （） 式中：——各層土的粘聚力()； ——各層土的內(nèi)摩擦角，（176。）； ——各層土體的容重（）； ——各層土的厚度（）； ——邊坡高度（）； 砂性土的和參考表土類空隙比天然含水量W（%）容重（kN/）粘聚力（kPa）內(nèi)摩擦角ψ（176。）粗砂———15—1819—2023—25000424038中砂———15—1819—2223—25000403835細(xì)沙———15—1819—222325000383632———15—1819—222325363428五、穩(wěn)定分析中的幾個注意問題（一）荷載當(dāng)量高度從沉降計算角度看，沉降的發(fā)生不是在荷載瞬間作用下完成的，而應(yīng)考慮行車荷載作用的連續(xù)性，即當(dāng)量土柱不能按最不利荷載位置進(jìn)行換算，而應(yīng)考慮行駛的車流，即交通量。目前行車荷載對軟基沉降作用的研究成果很少，有計算表明，在進(jìn)行沉降分析中，沒有必要考慮行車荷載的影響。而對于穩(wěn)定驗算來說，失穩(wěn)是在外荷載超過地基抗剪強(qiáng)度的某些位置發(fā)生的（點的破壞），所以行車荷載要按最不利位置，換算成土柱高度。穩(wěn)定驗算中，按式（）將行車荷載換算為當(dāng)量土柱高度 （）式中 ——橫向分布系數(shù)； ——輛汽車的重力（）； ——填料的容重（）； ——前后軸距加輪胎著地長度（m），對汽車10級、汽車15級、，； B橫行分布車輛最外輪中心之間的寬度加輪胎著地的寬度，B的計算公式為：；式中 ——每一車輛的輪距，；——左右兩車相領(lǐng)車輪之間的距離，；Δ——輪胎著地寬度，對汽車10級、對汽車20級及汽車超20級主車、。換算土柱在路基上的橫向布置，對于二、三、四級公路，從離開路基邊緣5處開始；對于高速公路及一級公路，從硬路肩邊緣開始。對于整體式斷面的高速公路和一級公路，右側(cè)從硬路肩邊緣處開始，左側(cè)從中間帶的路緣帶外邊緣開始。本工程的換算土柱高度： （） = （）（二）邊坡容許安全系數(shù)在土質(zhì)穩(wěn)定分析中，從土料的強(qiáng)度指標(biāo)到計算方法，許多因素都無法準(zhǔn)確確定。因此如果計算得到的安全系數(shù)等于1或者稍大于1，并不代表邊坡的穩(wěn)定性能得到保證。安全系數(shù)必須滿足一個最起碼的要求，稱為容許安全系數(shù)。容許安全系數(shù)數(shù)值是過去的工程經(jīng)驗為依據(jù)并以各種規(guī)范的形式確定。因為采用不同的抗剪強(qiáng)度試驗方法和不同的穩(wěn)定分析方法所得到的安全系數(shù)差別甚大，所以在應(yīng)用規(guī)范所給定的容許安全系數(shù)時，一定要注意他所規(guī)定的試驗方法和計算方法。在計算k時，以往未考慮填筑期及路堤預(yù)壓期中的沉降對路堤荷重增大的影響，考慮了這一影響計算的安全系數(shù)比不考慮沉降的安全系數(shù)要小些?！盾浲烈?guī)范》（JTJ01796）。 穩(wěn)定安全系數(shù)允許值（JTJ01796）強(qiáng)度指標(biāo)K說明強(qiáng)度指標(biāo)K說明快剪指標(biāo)總應(yīng)力法十字板剪切強(qiáng)度有效固結(jié)應(yīng)力法十字板剪切強(qiáng)度總應(yīng)力法有效剪切指標(biāo)準(zhǔn)畢肖普法快剪與固結(jié)快剪有效固結(jié)應(yīng)力法六、軟土地基上路堤的穩(wěn)定分析影響軟土地基穩(wěn)定性的因素很多，它不僅取決于路堤的斷面形式、填土的高度、填土施工速度和地基土的性質(zhì)，而且與軟土成因類型、地層的成層情況以及地基土的應(yīng)力歷史有關(guān)。軟土路堤穩(wěn)定分析，目前廣泛采用圓弧破裂面的假定，由軟土路堤穩(wěn)定性的破壞試驗和對坍滑路堤的觀測，證實了圓弧滑動面的假定，并且滑弧切入地基軟弱土層之中。固結(jié)有效應(yīng)力法是在圓弧滑動面分條法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。穩(wěn)定系數(shù)K可用下式計算： （）式中 腳標(biāo)Ⅰ代表軟土地基部分：——滑體中地基部分土體的重量及其作用在滑動面上的切向風(fēng)力和法向分力；腳標(biāo)Ⅱ代表填土部分。——填土中填土部分的重量及其作用在畫面上的切向分力和法向分力；、——填土的粘聚力和內(nèi)摩擦角；——固結(jié)不排水剪的粘聚力和內(nèi)摩擦角；——不排水剪的粘聚力；——劃弧長度；——滑動面上的切向分力，與滑動方向相反；——地基土的平均固結(jié)度。初步擬定選用1:，選取5個滑裂面進(jìn)行驗算邊坡穩(wěn)定性，選出最小的k值，計算結(jié)果如下表：滑裂面半徑抗滑力()下滑力()()K12345，所以邊坡穩(wěn)定。又由于考慮到城市用地緊張，為了減少占地面積，進(jìn)行收坡，道路兩側(cè)均采用擋土墻設(shè)計，具體計算見下一章。第四章 擋土墻設(shè)計一、擋土墻的分類及用途 為防止路基填土或山坡土體坍塌而修筑的承受土體側(cè)壓力的墻式構(gòu)造物，它廣泛地 用于支撐路堤填土或路塹邊坡，以及橋臺，隧道洞口和河流堤岸等處。 路基工程中，擋土墻的建筑費用較高，故路基設(shè)計時，應(yīng)與其他可能的工程方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選定。 根據(jù)其在路基橫斷面上的位置，擋土墻可分為路肩墻、路堤墻及路塹墻。當(dāng)墻頂置于路肩時，稱為路肩式擋土墻，（a）所示；若擋土墻支撐路堤邊坡，墻頂以上尚有一定的填土高度，則稱為路堤式擋土墻，（b）所示；如果擋土墻用于穩(wěn)定路塹邊坡，稱為路塹式擋土墻，（c）所示。 （a）路肩擋土墻 （b）路堤式擋土墻擋土墻類型的劃分方法較多，除按擋土墻設(shè)置位置劃分外，還可按結(jié)構(gòu)形式、建筑材料、施工方法及所處環(huán)境條件等進(jìn)行劃分。如按建筑材料可分為磚、石、混凝土及鋼筋混凝土擋土墻等。一般以擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分類為主，常見的擋土墻形式有：重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、加筋土式、錨 （c）路塹式擋土墻桿式、錨定板式和樁板式，此外，還有柱板式、垛式、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿式及土釘式等。（一）擋土墻分類主要依靠墻身自重保持穩(wěn)定。它取材容易，形式簡單，施工簡便，適用范圍廣泛。多用漿砌片(塊)石，墻高較低(≤6m)時也可用干砌；在缺乏石料的地區(qū)可用混凝土砌塊或混凝土澆筑。其斷面尺寸較大，墻身較重，對地基承載力的要求較高。一般采用片石混凝土澆筑，墻背拉應(yīng)力較大時，需設(shè)置鋼筋，由于整體強(qiáng)度較高，墻身截面和自重相對較小(與重力式比較)，因而圬工數(shù)量較少；墻趾較寬，以保證基底寬度，減小基底應(yīng)力，必要時也可在墻趾處設(shè)置少量鋼筋；此外常在基底設(shè)凸榫。適用范圍與重力式擋土墻相似，常用于不宜采用重力式擋土墻的地下水位較高和軟弱地基上，以及缺乏石料的地區(qū)，一般多用于低墻。墻身 重力式擋土墻示意圖 半重力式擋土墻示意圖上下墻背間有衡重臺，利用衡重臺上填土重力和墻身自重共同作用維持其穩(wěn)定。其斷面尺寸較重力式小，且因墻面陡直、下墻墻背仰斜，可降低墻高和減少基礎(chǔ)開挖量，但地基承載力要求較高。多用在地面橫坡陡峻的路肩墻。由于衡重臺以上有較大的容納空間。上墻墻背加緩沖墻后，可作為攔截崩墜石之用。4．扶壁式屬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由墻面板(立壁)、墻趾板、墻踵板和扶肋(扶壁)組成，即沿懸臂式擋上墻的墻長，每隔一定距離增設(shè)扶肋，把墻面板與墻踵板連接起來。適用于缺乏石料的地區(qū)和地基承載力較低的地段，墻較高(6m)時，較懸臂式擋土墻經(jīng)濟(jì)。由墻面板、拉筋、填土和基礎(chǔ)四部分組成，借助于拉筋與填土間的摩擦作用，把土的側(cè)壓力傳給拉筋，從而穩(wěn)定土體。既是柔性結(jié)構(gòu)，可承受地基較大的變形；又是重力式結(jié)構(gòu)，可承受荷載的沖擊、振動作用。施工簡便、外形美觀、占地面積少，而且對地基的適應(yīng)性強(qiáng)。適用于缺乏石料的地區(qū)和大型填方工程。由錨桿和鋼筋混凝土墻面組成。錨桿一端錨固在穩(wěn)定的地層中，另一端與墻面連接，依靠錨桿與地層之間的錨固力(即錨桿抗拔力)承受土壓力，維持擋土墻的平衡。土石方和圬工量都較少，施工安全，較為經(jīng)濟(jì)。適用于墻高較大，缺乏石料的地區(qū)或挖基困難的地段，具有錨固條件的路塹墻，對地基承載力要求不高。又稱框架式，用鋼筋混凝土預(yù)制桿件縱橫交錯拼裝成框架，內(nèi)填土或石，以此抵抗土體的推力。垛式擋土墻施工簡便、快速，填料可就地取材，由于桿件縱橫裝配，整體性差，但損壞后易修復(fù)；基底承載力要求較低，容許地基產(chǎn)生—定的變形。適用缺乏石料地區(qū)的路肩墻和路堤墻，建筑高度—般不受限制。屬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由立壁、墻趾板和墻踵板三個懸臂部分組成，墻身穩(wěn)定主要依靠墻踵板上的填土重力以及墻身自重來保證。斷面尺寸較小，但墻較高時，立壁下部的彎矩大，鋼筋與混凝土用量大，經(jīng)濟(jì)性差。多用于墻高≤6m的路肩墻，適用于缺乏石料的地區(qū)和承載能力較低的地基。通過分析當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件及城市道路的設(shè)計規(guī)范要求，對比之后選用懸臂式擋土墻進(jìn)行支擋。具體如下：（二）懸臂式擋土墻構(gòu)造1．立臂懸臂式擋土墻是由立臂、墻趾板和墻踵板三部分構(gòu)成，為便于施工，立臂內(nèi)側(cè)（即墻背）做成豎直角，外側(cè)（即墻面）可做成1::，具體坡度值將