【正文】 構(gòu)造物不發(fā)生嚴(yán)重破壞。工程上有如下要求： Fsmin≥[Fs] （221） 路堤工程地震穩(wěn)定性計(jì)算原理中國地震烈度區(qū)劃圖中所規(guī)定的基本烈度為9度地區(qū)的公路工程抗震設(shè)計(jì)。以上兩種方法均適用于邊坡坡頂水平、滑動(dòng)圓弧通過邊坡破腳的情況。法比較簡便。的直線BE，最 危險(xiǎn)圓弧的圓心位置，可找再找到最危險(xiǎn)的圓心位后，還垂直此直線方向，再補(bǔ)找?guī)讉€(gè)圓心位置，驗(yàn)算有無更小的穩(wěn)定系數(shù)值。法（如圖28）圖28 36176。35176。35176。35176。39176。25176。25176。27176。30′29176。34′23176。41′29176。38176。26′53176。再設(shè)幾個(gè)圓心，求算有無更小的穩(wěn)定系數(shù)值?？稍诖搜娱L線上定3~5個(gè)圓心位置，計(jì)算相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，由此得出最小值。聯(lián)結(jié)DE點(diǎn)，并向外延伸。 最危險(xiǎn)滑弧圓心位置的確定很據(jù)大量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)，最危險(xiǎn)滑動(dòng)圓弧的圓心，是在一條輔助線上，輔助線的位置，可按下述方法繪出：（如圖27所示）圖27 由坡腳A點(diǎn)向下做垂線，量取路堤高H得M點(diǎn)；由M點(diǎn)引水平線，得D點(diǎn)，在A點(diǎn)作一與邊坡夾角為β1的直線AE。但由于缺少使用方面的經(jīng)驗(yàn)，影響了該法的廣泛使用。斯賓塞法和摩根斯坦一普賴斯法得到的結(jié)果與簡化畢肖普法計(jì)算結(jié)果基本上一樣。在光滑曲線滑裂面時(shí)，安全系數(shù)與畢肖普法十分接近，但遇到有軟弱夾層問題是，求得的安全系數(shù)偏大。 傳遞系數(shù)法是我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造的一種滑坡穩(wěn)定分析的實(shí)用方法，計(jì)算簡單，且為滑坡治理提供設(shè)計(jì)推力，在國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范里都將其列為推薦方法使用。該法中推力線的位置變化主要影響著土條側(cè)向力的分布，對安全系數(shù)的影響很?。粚τ谌我庑螤畹幕衙婕俣l間力的作用點(diǎn)，同時(shí)考慮力和力矩的平衡得到復(fù)雜的安全系數(shù)方程式，求解需要反復(fù)迭代。得到的安全系數(shù)比較瑞典條分法的精度要高些，僅適用于圓弧形滑裂面。 簡化畢肖普法對傳統(tǒng)的費(fèi)倫紐斯法做了重要改進(jìn)。一般對于等于零或數(shù)值很小的軟粘土，滑裂面底部的正應(yīng)力對有效抗剪強(qiáng)度影響較小，用瑞典圓弧法求出的安全系數(shù)不比其它方法保守。此法假定滑裂面是圓弧面，還假定不考慮土條兩側(cè)的作用力，安全系數(shù)定義為各土條在滑裂面上所提供的抗滑力矩和外力及滑動(dòng)土體在滑裂面上所產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩之比。 幾種方法的簡單比較條分法至今已有70多年的歷史，之間經(jīng)過許多學(xué)者的研究改進(jìn)，基本出發(fā)點(diǎn)都是一樣，但計(jì)算方法日趨完善。我國工民建和鐵道部門在核算滑坡穩(wěn)定時(shí)使用非常廣泛，同樣適合于任意形狀的滑裂面。使超靜定問題變成靜定的。（3）沙爾瑪法沙爾瑪法也是一種嚴(yán)格條分法，假想在每一土條重心作用著一個(gè)水平地震慣性力，使滑裂面正好達(dá)到極限狀態(tài)，同時(shí)還假設(shè)沿兩相鄰?fù)翖l的垂直分界面，所有平行于土條底面的剎面均處于極限平衡狀態(tài)，在此前提下推導(dǎo)出切向條間力X的分布。更特殊的取f(x)=0，則相當(dāng)于簡化畢肖普法。摩根斯坦一普賴斯法是對土坡穩(wěn)定進(jìn)行極限平衡分析計(jì)算的最一般的方法。（2）摩根斯坦一普賴斯法摩根斯坦一普賴斯法對任意曲線形狀的滑裂面進(jìn)行了分析，導(dǎo)出了滿足力的平衡和力矩平衡微分方程式。 極限平衡的其他計(jì)算方法 （1）斯賓塞法斯賓塞假定相鄰?fù)翖l之間的法向條間力E與切向條間力X之間有一固定的常數(shù)關(guān)系，即 （220）因此，各條間力合力的方向是互相平行的。以底部作用點(diǎn)為矩心，建立力矩平衡條件方程有： （216） （217）當(dāng)分界面上有滲透壓力時(shí)，假定接觸壓力E的作用位置，建立平衡方程時(shí)，將作為外力處理，如圖24所示，安全系數(shù)可以表示為 （218）70年代末，我國水利電力部西北勘測設(shè)計(jì)院土復(fù)來對簡布條分法作出改進(jìn)條劃分為m條，土復(fù)來假設(shè)土條側(cè)的水平土壓力呈三角形分布，其合力作在界面高度的下三分點(diǎn)處，解題時(shí)可用試算法或迭代法。 0時(shí)，推力作用點(diǎn)位置稍高于三分點(diǎn)處在被動(dòng)區(qū)(滑體出口部分)，或稍低于三分點(diǎn)主動(dòng)區(qū)(滑體上端部位)；如果坡面有超載，側(cè)向推力成梯形分布，推力線應(yīng)通過梯形的形心。 簡布普遍條分法等基本假定（1）假定整個(gè)滑裂面上的穩(wěn)定安全系數(shù)是一樣的；（2）假定土條上所有垂直荷載的合力△W作用線和滑裂面的交點(diǎn)與△N的作用點(diǎn)相同；（3）假定滑體中各土條間推力的作用點(diǎn)的連線為直線分布，即推力作用線的位置假定已知。根據(jù)圓弧滑面上豎向力平衡方程Fzi=0有：Wi+Hi+1HiTisinθiNicosθi=0 （210）當(dāng)土坡未破壞時(shí)，滑弧上土的抗剪強(qiáng)度只發(fā)揮了一部分，畢肖普假定其值與滑面上的切向力T相平衡，即Ti=τfi?li=1Fs（Nitanφ+cli） （211）將式（211）代入式（210），得Ni表達(dá)式為： Ni=Wi+Hi+1Hic?liFs?sinθi?1mθi （212）式中 mθi=cosθi+sinθitanφFs （213） 在極限平衡時(shí)，各土條對圓心的力矩之和應(yīng)為零，此時(shí)，條間力的作用將相互抵消，得： Wi?diTi?R=0 （214）將式（211）、式（212）式（214），且di=R?sinθi，假設(shè)?Hi=0，即條塊間只存在水平作用力Pi,而不存在切向力Hi，假設(shè)?Hi=0，即條塊間只存在水平作用力Pi，不存在切向力Hi經(jīng)整理得畢肖普的土坡穩(wěn)定安全系數(shù)的普遍公式為： （215）畢肖普方法的特點(diǎn)：(1) 假設(shè)條塊間作用力只有法向力沒有切向力；(2) 滿足滑動(dòng)土體整體力矩平衡條件，滿足各條塊力的多邊形閉合條件，不滿足條塊的力矩平衡條件；(3) 滿足極限平衡條件；(4) 得到的安全系數(shù)比瑞典條分法略高一點(diǎn)。圖 24 畢肖普條分法考慮條塊側(cè)面力，取條塊i進(jìn)行分析，在條塊i上作用的力如下：（1） 土條重Wi引起的切向反力Ti和法向反力Ni，分別作用在該分條圓弧的中心處。 畢肖普法此法是在瑞典法的基礎(chǔ)上提出的一種簡化方法，它仍然保留滑裂面的形狀為圓弧形和通過力矩平衡條件求解這些特點(diǎn)，畢肖普法與瑞典法實(shí)際上是屬于同一類型的方法，但畢肖普法在公式推導(dǎo)時(shí)考慮了土條兩側(cè)的作用力。這種誤差隨著滑弧圓心角和孔隙水壓力的增大而增大，嚴(yán)重時(shí)可使算出的安全系數(shù)比其它較嚴(yán)格的方法小一半。根據(jù)徑向力的平衡條件 有 ： Ni=W?cosθi （24） 根據(jù)圓弧滑面上極限平衡有： （25）根據(jù)整體力矩平衡條件，外力對圓心的力矩Mi=0，法向力Ni通過圓心不產(chǎn)生力矩，則有： Wi?diTi?R=0 （26） di=R?sinθi （27）將(25)、(27)帶入(26)得： Wi?R?sinθiCi?li+Wi?cosθi?tan?iFS?R=0 （28）整理得： Fs=（Ci?li+Wi?cosθi?tan?i）Wi?sinθi （29）式中： ci———填料的粘聚力，kPa； li———圓弧滑面斷面長度，m； θi———各土條中心處切線與水平方向的夾角，度； ?i———填料的內(nèi)摩擦角，度； bi———各土條寬度，m；瑞典條分法通過假定不同的圓弧，通過優(yōu)化，從中找到最小的Fs值，即土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。不考慮條塊間的推力（或假定條塊間的推力是作用在一條直線上的，且大小相等，方向相反，即推力產(chǎn)生的合力、合力矩為0）。(3)定義安全系數(shù)為滑裂面上所能提供的抗滑力矩之和與外荷載及滑動(dòng)土體在滑裂面上所產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩和之比；所有力矩都以圓心0為矩心。圖 23 瑞典條分法其基本假定如下：(1)假定土坡穩(wěn)定屬于平面應(yīng)變問題，即可取其某一剖面為代表進(jìn)行分析計(jì)算。該方法假定滑裂面為圓弧形，在計(jì)算安全系數(shù)時(shí)，簡單的將條塊重量向滑面法向方向分解來求得法向力。條分法是將滑動(dòng)土體豎直分成若干土條，把土條當(dāng)成剛體，分別求作用于各土條上的力對圓心的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩，然后按下式求土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)Fs： Fs=抗滑力矩滑動(dòng)力矩=MRMS （21）受力分析如圖21： 圖22 條分法受力分析圖從其中選出一個(gè)土條i，所受的力包括1)重力Wi ；2)條塊側(cè)面法向力Pi，Pi+1，其作用點(diǎn)離弧面為hi，hi+1；3)條塊側(cè)面切向力Hi，Hi+1； 4)土條底部的法向力Ni，切向力Ti，條塊弧段長為li； 土條i滿足平衡方程：力的平衡方程Fxi=0Fzi=0Mi=0 （22）極限平衡方程：Ti=Ni?tan?i+Ci?liFs （23）求解方法：（1）假定條間力的大小與方向的 畢肖普法和瑞典條分法； （2）假定條間力的作用方向的不平衡推力傳遞法； （3）假定條間力的作用點(diǎn)位置的簡布法。隔離體可以是一個(gè)整體，也可以由若干人為分隔的豎向土條組成。該滑動(dòng)面為人為確定，其形狀可以是平面、圓弧面、對數(shù)螺旋面或其他不規(guī)則曲面。其基本思路是：假定邊坡的巖土體破壞是由于邊坡內(nèi)部產(chǎn)生了滑動(dòng)面，部分坡體沿著滑動(dòng)面滑動(dòng)造成的，滑動(dòng)面上的坡體服從破壞條件?！卑踩禂?shù)如不滿足要求，必須放緩邊坡或采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧? 黏性土坡的穩(wěn)定性分析黏性土坡的穩(wěn)定性分析目前廣泛采用條分法，隨著條分法的提出，通過改進(jìn)到發(fā)展，可以分為瑞典條分法、畢肖普法、傳遞系數(shù)法、分塊極限平衡法、簡布法等。 圖21　砂性土土坡為了保證土坡的安全性，Fs 值必須滿足《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。)； ——土坡坡角(176。切向分力T是促使小土體下滑的滑動(dòng)力。tg＝Ｗcos在無粘性土坡表面取一小塊土體來進(jìn)行分析(圖21)，設(shè)該小塊土體的重量為W，其法向分力N = Wcos，切向分力T = Wsin。因而在分析土坡穩(wěn)定性時(shí)，常假定土坡破壞時(shí)是沿著平面或圓柱面破壞，從而簡化了土坡穩(wěn)定性檢算的計(jì)算方法。土坡安全系數(shù)定義為：可能出現(xiàn)的破裂面上，阻抗土體滑動(dòng)的力系與土體沿該面滑動(dòng)力系之比。土體穩(wěn)定程度通常用安全系數(shù)Fs表示。土坡穩(wěn)定性喪失，是由于土體內(nèi)部發(fā)生剪切作用并形成了貫通的滑動(dòng)面，使土體沿此面滑動(dòng)而破壞。它嚴(yán)重影響了鐵路、公路、河道的正常運(yùn)行及其他建筑工程的安全，因而研究土坡穩(wěn)定性是很重要的。由此可見加筋土路堤在抵抗地震方面確實(shí)有著普通路堤無法比擬的優(yōu)勢。見圖11118圖117 路肩墻與路堤本體發(fā)生分離 圖118 路堤本體沿圓弧形滑面滑動(dòng) 小結(jié)由于高路堤工程大多都是幾十米高，因此穩(wěn)定性就比普通路堤差，尤其是在地震作用下，極易失穩(wěn)。護(hù)坡采用漿砌片石，加土工膜防水設(shè)計(jì)。（3）都汶公路落石工點(diǎn)。兩邊坡局部有裂縫出現(xiàn)。最高路堤填土高度達(dá)42米，長約179米，見圖115圖115 42米加筋土路堤本路堤為高填方路堤，最高填方42米，邊坡進(jìn)行多次放坡，路堤頂部與底部均放置土工格柵，保證路堤本體穩(wěn)定。下面介紹高路堤工程在地震作用下的震害特征：（1）普通高路堤 圖114所示的邊坡位于進(jìn)入銀廠溝景區(qū)的公路邊路基外側(cè)由條石堆砌而成，地震中條石滾落，發(fā)生較大規(guī)模的坍塌，防護(hù)欄等遭到嚴(yán)重破壞，掉入了深谷。并且線路工程屬于帶狀結(jié)構(gòu)物，一條線路少則十幾公里，多則幾百公里，甚至上千公里，很多線路都不得不通過地震斷裂帶。見圖111圖111 二襯破壞大面積坍塌（3）地震引起的隧道初襯、二襯破壞見圖11113 圖112 二襯掉塊 圖113 初支變形 高路堤工程震害特征與分析四川是一個(gè)多山地區(qū)，山區(qū)面積大約占全部面積的三分之二，在這些地區(qū)修建鐵路和公路比平原地區(qū)更見困難。具體震害有：（1）震區(qū)隧道洞門典型的震害特征為墻身開裂、結(jié)構(gòu)傾斜、斷裂、沉陷、洞門結(jié)構(gòu)破壞等情況。橋梁間接震害主要有山體崩塌、滑坡、堰塞湖等次生災(zāi)害導(dǎo)致橋梁損毀。見圖12：圖1