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赣州市城乡规划设计研究院
摘要:近几年来经济的快速发展带动了城市建设的不断发展,而其中道路是城市经济的重要组成部分,也是人们出行必不可少的条件,所以在目前的城市建设过程中,对城市道路的要求不断提高。道路质量的好坏与它的基础密切相关,所以在城市的道路的修建过程中,一定要保证基础工程的质量,路基是城市道路的基础,它的质量优劣直接关系到城市道路的使用寿命和运行状况,所以在城市道路施工中,控制好施工质量是至关重要的。所以会用到CASIO测量程序计算路基边坡来控制道路的稳定性、
关键词:路基边坡;稳定性
1.道路路基边坡的稳定性分析的计算
1.1边坡的稳定性分析原理和方法
目前,城市道路边坡会受到各种因素的破坏,分为土体强度的破坏、受水侵蚀、设计施工不当、荷载过大、地震或其他自然因素影响。其中设计施工不当属于人为因素,在施工的时候必须对可能出现失稳或已出现失稳的路基进行分析,以保证路基设计既能达到了经济性的要求,又满足稳定性的要求。
可以根据道路边坡的滑动面形状来判断出土质,出现平面性的情况,则可以判断出道路用的是松散的砂型土及砂土;如果出现圆柱形或碗型的情况,则可判断出是粘土。同样的,也可以通过力学来求解滑动现象。如果遇到单一平面问题,可以根据静力平衡的问题来解决;遇到两个破坏面问题,则可以根据超静定问题来解决;遇到多个破坏面问题,可以用多次超静定问题来解决问题。用极限平衡原理来解决个问题,假设使求解静不定向问题变为静定问题,钢塑体遇到滑动土体沿滑动面整体滑动,我们不应该考虑土体的相对运动,同时不考虑内应力,因为土体在滑动面上达到极限平衡,滑动面唯一,最不利滑动面,位置则要通过计算确定。这个其中有个缺点,这个方法不能分析下滑体中的真实内力和反力,不能从中得到其中的应力和变力,只有一个安全系数。
1.2路基稳定与变形计算
1.2.1填方路基稳定性的分析包括路堤堤身的路堤和路堤沿斜破地基或者软弱层带的稳定性、稳定性和地基的整体稳定性等内容。
1.2.2填方路基、地基的整体稳定性和填方路基和地基的整体稳定性最好采用简化Bishop法来分析和计算,稳定安全系数Fx按照式子 计算。
式子中:Wi—第i土条重力
Qi-第i土条垂直方向外力
ai-第i土条底滑面的倾角
Ki-系数由土条滑弧所在位置分别按照式子
当土条i的滑弧位于地基中时
式中:Wdi-第i土条地基部分的重力
Wd-第i土条填方路基部分的重力
Bi-第i土条宽度
U-地基平均固结度;
Cdi,Qdi-第i土条滑弧所在地基土层的粘结力和内摩擦角;
Mai-系数,用式子计算。
当土条i滑弧位于路基中的时候
式子中:Cti、Qti-第i土条滑弧所在路基土的粘结力和内摩擦角。其余的符号意义和上面的一样
式中:Qi-第i滑弧所在土层的内摩擦角,滑弧位于地基中时取地基土的内摩擦角位于路基中时取路堤土的内摩擦角。
2 填方路基沿着斜坡地基或者软弱层带滑动的稳定性可以采用不平衡推理法进行分析计算,稳定安全系数Fx利用下面两个计算得到,计算图示见图
式中:Wqi-第i土条的重力与外加竖向的荷载之和
αi-第i土条底滑面倾角;
Ci Qi第i土条底的粘结力和内摩擦角
Li-第i土条底滑面长度
Ei-1-第i-1土条传递给第i土条的下滑力
用上面两个式子逐条计算,一直到第n条的剩余推力为零,由此确定稳定安全系数Fx。
2.1 填方路基稳定性分析的强度参数应该根据填料场地的情况,选择有代表性的土样进行室内的实验,并且结合现场的情况确定。
2.1.1 路基填土的强度参数C,Q的值,采用快剪或者三轴剪的固结不排水剪试验获得。式样的制备要求以及稳定分析各个阶段采用的实验方法详见表6.2.2当路堤填料为粗粒石或者填石料的时候,应该采用大型的三轴试验仪进行试验。
2.1.2 地基土的强度参数c,q值,最好采用直剪的固结快剪或者三轴剪的固结不排水剪试验获得。
2.1.3在分析路沿着软弱层带滑动的稳定性或者斜披路基水的时候,应结合场地的条件,选择控制性层面的土层试验获得强度参数C,Q值,可采用直剪快剪或者三轴不固结不排水剪试验。当可能存在地下水的时候,应该采用饱水试件进行试验。
2.2 对于挖方路基边坡的稳定性评价,适合采用数值分析法、工程地质类比法、图解分析法和极限平衡法进行判断。一定量的计算方法应该考虑边坡破坏形式,按照以下方式确定。
2.2.1 规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡较适合采用Bishop计算;
2.2.2 对于那些可能出现的折线形的破坏边坡尽量采用不平衡推力计算;
2.2.3 对于那些可能出现的直线型的破坏边坡尽量采用平面滑动面解析的方法进行计算;
2.2.4 对于那种结构的比价复杂的岩质边坡来讲,可以配合实体比例投影的方法和赤平投影的方法来分析及锲行滑动面来进行计算;
2.2.5 如果边坡破坏机制比较复杂的时候,适当结合数值分析的方法来进行分析。
2.2.6 挖方路基边坡稳定性计算的时候应当分成以下三种工况,其中稳定安全系数不得小于以下图标所列值。
1.正常的工况:边坡处于天然状态下的一种工况;
2.非正常的工况Ⅰ:边坡处于连续降雨或暴雨状态下的一种工况;
3.非正常的工况Ⅱ:边坡处于地震等荷载作用状态下的一种工况。 3 路基防护
3.1 坡面防护设计应符合以下规定
3.1.1 对于受到自然因素作用下出现破坏的边坡坡面现象,应该根据边坡水土保持要求、环境保护、高度和边坡坡率、水文地质条件、岩性、土质、等,应该选适合的防护措施。
3.1.2 软硬岩层相见的挖方边坡应该根据岩层自身情况采用全部防护或者是局部防护措施。
3.1.3 当浆砌片石护墙高度大于12m、骨架护坡高度和浆砌片石护坡大于15m时,应该在适当高度处设平台,平台宽度小于2m。
3.1.4 在采用植物或者是喷护、挂网喷护等挖方边坡防护和在年平均降水量大于4oomm地区较高的土质玩方边坡地段,适合在坡脚处设高1—2m浆砌片石护墙或者是护坡。
3.1.5 护墙的基础、浆砌片石护坡应当埋置在路肩线以下不小于1m,而且不应该高于侧沟砌体的底面;当地基为冻胀土时,应该埋置在冻结深度以下不小于0.25m。
3.1.6 用细粒土、砂类土等填料填筑的路堤,应该根据具体情况采取防护措施。
3.1.7 土质和易风化岩石的高挖方边坡,适合在坡脚处设置挡土墙,以降低边坡高度。当遇到挡土墙墙顶上方坡面设有浆砌片石护坡、护墙的时候,墙顶应该设置边坡平台,其中平台的宽度不应该小于2m。
3.1.8 封闭式的坡面应该在防护的砌体上设泄水孔和伸缩缝。当坡面有地下水时,应该采取措施将水引排。
4.支挡结构
1 城市路基边坡的稳定性不满足要求,或者因条件限制(红线、管线及建筑物等)以及路基收脚等时,应该设置边坡支挡工程。
2 城市路基边坡工程支挡设计应考虑对周边环境的影响,做到体现生态保护和美化环境的要求。
3 还有要注意的是,在进行城市路基边坡的支挡工程设计的时候,应该查明支挡工程地基的工程地质、水文地质条件、环境条件和路基边坡等,并且从中取得设计必要的岩土物理力学参数。
5 路基边坡的支挡工程的使用的年限应该不低于为其服务的城市路基工程和受其影响的相邻建筑物的使用年限。
路基边坡工程勘察应符合以下规定:
1 应该查明边坡的长度、高度,边坡岩土、地形地貌分布及形状,水文地质条件以及挡墙地基地质条件,与边坡有关的临近建筑物及管线的关系和基础型式、滑坡、埋深等不良地质的分布、稳定性、规模、破坏模式及变化趋势等情况;提出各段边坡的典型地质剖面图、对高开挖和填方边坡应该提出沿边坡位置走向的地质纵坡面图;提出支挡边坡稳定性和变形验算以及治理设计所需的有关岩土参数值。
2 对于高度较小、地质及环境条件简单的路基边坡的勘察可与道路工程勘察一并进行,但是还应该满足边坡工程勘察的要求和深度。对于高开挖和深填方路基区段的边坡应进行专门的岩土工程勘察。
结束语
总之,随着经济的迅速发展,城市道路灯大量工程项目建成或正在建设,在建设过程中会产生各种类型的边坡和遇到的一些问题,这些边坡质量成为影响道路营运的主要因素。因此,如何设计经济、安全可靠地边坡工程其重要意义显得越来突发。搞好铁路的建设,确保路基边坡的安全和稳定,就要深入的了解现场,针对不一样的土质、工程水文等特点设计灵活的防护形式,并且加强施工管理,这样才能够真正保证安全快速的发展。
参考文献:
[1]陈开圣 彭小平 路基边坡稳定性评价方法研究[J]2012
[2]靳付成 边坡稳定性分析方法的研究现状与展望[J]2010
[3]杨军 边坡稳定性分析方法综述[J]2011
[4]陈仲颐 周景呈 王洪瑾 土力学[M]清华大学出版社 2001.1
摘要:近几年来经济的快速发展带动了城市建设的不断发展,而其中道路是城市经济的重要组成部分,也是人们出行必不可少的条件,所以在目前的城市建设过程中,对城市道路的要求不断提高。道路质量的好坏与它的基础密切相关,所以在城市的道路的修建过程中,一定要保证基础工程的质量,路基是城市道路的基础,它的质量优劣直接关系到城市道路的使用寿命和运行状况,所以在城市道路施工中,控制好施工质量是至关重要的。所以会用到CASIO测量程序计算路基边坡来控制道路的稳定性、
关键词:路基边坡;稳定性
1.道路路基边坡的稳定性分析的计算
1.1边坡的稳定性分析原理和方法
目前,城市道路边坡会受到各种因素的破坏,分为土体强度的破坏、受水侵蚀、设计施工不当、荷载过大、地震或其他自然因素影响。其中设计施工不当属于人为因素,在施工的时候必须对可能出现失稳或已出现失稳的路基进行分析,以保证路基设计既能达到了经济性的要求,又满足稳定性的要求。
可以根据道路边坡的滑动面形状来判断出土质,出现平面性的情况,则可以判断出道路用的是松散的砂型土及砂土;如果出现圆柱形或碗型的情况,则可判断出是粘土。同样的,也可以通过力学来求解滑动现象。如果遇到单一平面问题,可以根据静力平衡的问题来解决;遇到两个破坏面问题,则可以根据超静定问题来解决;遇到多个破坏面问题,可以用多次超静定问题来解决问题。用极限平衡原理来解决个问题,假设使求解静不定向问题变为静定问题,钢塑体遇到滑动土体沿滑动面整体滑动,我们不应该考虑土体的相对运动,同时不考虑内应力,因为土体在滑动面上达到极限平衡,滑动面唯一,最不利滑动面,位置则要通过计算确定。这个其中有个缺点,这个方法不能分析下滑体中的真实内力和反力,不能从中得到其中的应力和变力,只有一个安全系数。
1.2路基稳定与变形计算
1.2.1填方路基稳定性的分析包括路堤堤身的路堤和路堤沿斜破地基或者软弱层带的稳定性、稳定性和地基的整体稳定性等内容。
1.2.2填方路基、地基的整体稳定性和填方路基和地基的整体稳定性最好采用简化Bishop法来分析和计算,稳定安全系数Fx按照式子 计算。
式子中:Wi—第i土条重力
Qi-第i土条垂直方向外力
ai-第i土条底滑面的倾角
Ki-系数由土条滑弧所在位置分别按照式子
当土条i的滑弧位于地基中时
式中:Wdi-第i土条地基部分的重力
Wd-第i土条填方路基部分的重力
Bi-第i土条宽度
U-地基平均固结度;
Cdi,Qdi-第i土条滑弧所在地基土层的粘结力和内摩擦角;
Mai-系数,用式子计算。
当土条i滑弧位于路基中的时候
式子中:Cti、Qti-第i土条滑弧所在路基土的粘结力和内摩擦角。其余的符号意义和上面的一样
式中:Qi-第i滑弧所在土层的内摩擦角,滑弧位于地基中时取地基土的内摩擦角位于路基中时取路堤土的内摩擦角。
2 填方路基沿着斜坡地基或者软弱层带滑动的稳定性可以采用不平衡推理法进行分析计算,稳定安全系数Fx利用下面两个计算得到,计算图示见图
式中:Wqi-第i土条的重力与外加竖向的荷载之和
αi-第i土条底滑面倾角;
Ci Qi第i土条底的粘结力和内摩擦角
Li-第i土条底滑面长度
Ei-1-第i-1土条传递给第i土条的下滑力
用上面两个式子逐条计算,一直到第n条的剩余推力为零,由此确定稳定安全系数Fx。
2.1 填方路基稳定性分析的强度参数应该根据填料场地的情况,选择有代表性的土样进行室内的实验,并且结合现场的情况确定。
2.1.1 路基填土的强度参数C,Q的值,采用快剪或者三轴剪的固结不排水剪试验获得。式样的制备要求以及稳定分析各个阶段采用的实验方法详见表6.2.2当路堤填料为粗粒石或者填石料的时候,应该采用大型的三轴试验仪进行试验。
2.1.2 地基土的强度参数c,q值,最好采用直剪的固结快剪或者三轴剪的固结不排水剪试验获得。
2.1.3在分析路沿着软弱层带滑动的稳定性或者斜披路基水的时候,应结合场地的条件,选择控制性层面的土层试验获得强度参数C,Q值,可采用直剪快剪或者三轴不固结不排水剪试验。当可能存在地下水的时候,应该采用饱水试件进行试验。
2.2 对于挖方路基边坡的稳定性评价,适合采用数值分析法、工程地质类比法、图解分析法和极限平衡法进行判断。一定量的计算方法应该考虑边坡破坏形式,按照以下方式确定。
2.2.1 规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡较适合采用Bishop计算;
2.2.2 对于那些可能出现的折线形的破坏边坡尽量采用不平衡推力计算;
2.2.3 对于那些可能出现的直线型的破坏边坡尽量采用平面滑动面解析的方法进行计算;
2.2.4 对于那种结构的比价复杂的岩质边坡来讲,可以配合实体比例投影的方法和赤平投影的方法来分析及锲行滑动面来进行计算;
2.2.5 如果边坡破坏机制比较复杂的时候,适当结合数值分析的方法来进行分析。
2.2.6 挖方路基边坡稳定性计算的时候应当分成以下三种工况,其中稳定安全系数不得小于以下图标所列值。
1.正常的工况:边坡处于天然状态下的一种工况;
2.非正常的工况Ⅰ:边坡处于连续降雨或暴雨状态下的一种工况;
3.非正常的工况Ⅱ:边坡处于地震等荷载作用状态下的一种工况。 3 路基防护
3.1 坡面防护设计应符合以下规定
3.1.1 对于受到自然因素作用下出现破坏的边坡坡面现象,应该根据边坡水土保持要求、环境保护、高度和边坡坡率、水文地质条件、岩性、土质、等,应该选适合的防护措施。
3.1.2 软硬岩层相见的挖方边坡应该根据岩层自身情况采用全部防护或者是局部防护措施。
3.1.3 当浆砌片石护墙高度大于12m、骨架护坡高度和浆砌片石护坡大于15m时,应该在适当高度处设平台,平台宽度小于2m。
3.1.4 在采用植物或者是喷护、挂网喷护等挖方边坡防护和在年平均降水量大于4oomm地区较高的土质玩方边坡地段,适合在坡脚处设高1—2m浆砌片石护墙或者是护坡。
3.1.5 护墙的基础、浆砌片石护坡应当埋置在路肩线以下不小于1m,而且不应该高于侧沟砌体的底面;当地基为冻胀土时,应该埋置在冻结深度以下不小于0.25m。
3.1.6 用细粒土、砂类土等填料填筑的路堤,应该根据具体情况采取防护措施。
3.1.7 土质和易风化岩石的高挖方边坡,适合在坡脚处设置挡土墙,以降低边坡高度。当遇到挡土墙墙顶上方坡面设有浆砌片石护坡、护墙的时候,墙顶应该设置边坡平台,其中平台的宽度不应该小于2m。
3.1.8 封闭式的坡面应该在防护的砌体上设泄水孔和伸缩缝。当坡面有地下水时,应该采取措施将水引排。
4.支挡结构
1 城市路基边坡的稳定性不满足要求,或者因条件限制(红线、管线及建筑物等)以及路基收脚等时,应该设置边坡支挡工程。
2 城市路基边坡工程支挡设计应考虑对周边环境的影响,做到体现生态保护和美化环境的要求。
3 还有要注意的是,在进行城市路基边坡的支挡工程设计的时候,应该查明支挡工程地基的工程地质、水文地质条件、环境条件和路基边坡等,并且从中取得设计必要的岩土物理力学参数。
5 路基边坡的支挡工程的使用的年限应该不低于为其服务的城市路基工程和受其影响的相邻建筑物的使用年限。
路基边坡工程勘察应符合以下规定:
1 应该查明边坡的长度、高度,边坡岩土、地形地貌分布及形状,水文地质条件以及挡墙地基地质条件,与边坡有关的临近建筑物及管线的关系和基础型式、滑坡、埋深等不良地质的分布、稳定性、规模、破坏模式及变化趋势等情况;提出各段边坡的典型地质剖面图、对高开挖和填方边坡应该提出沿边坡位置走向的地质纵坡面图;提出支挡边坡稳定性和变形验算以及治理设计所需的有关岩土参数值。
2 对于高度较小、地质及环境条件简单的路基边坡的勘察可与道路工程勘察一并进行,但是还应该满足边坡工程勘察的要求和深度。对于高开挖和深填方路基区段的边坡应进行专门的岩土工程勘察。
结束语
总之,随着经济的迅速发展,城市道路灯大量工程项目建成或正在建设,在建设过程中会产生各种类型的边坡和遇到的一些问题,这些边坡质量成为影响道路营运的主要因素。因此,如何设计经济、安全可靠地边坡工程其重要意义显得越来突发。搞好铁路的建设,确保路基边坡的安全和稳定,就要深入的了解现场,针对不一样的土质、工程水文等特点设计灵活的防护形式,并且加强施工管理,这样才能够真正保证安全快速的发展。
参考文献:
[1]陈开圣 彭小平 路基边坡稳定性评价方法研究[J]2012
[2]靳付成 边坡稳定性分析方法的研究现状与展望[J]2010
[3]杨军 边坡稳定性分析方法综述[J]2011
[4]陈仲颐 周景呈 王洪瑾 土力学[M]清华大学出版社 2001.1