坡脚圆法验算路基边坡的稳定性

张纪川

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

坡脚圆法验算路基边坡的稳定性

张纪川

(贵州省交通建设咨询监理有限公司)

简要介绍如何使用坡脚圆法验算路基边坡的稳定性。

路基边坡;稳定性;坡脚圆法

高塑性土的内摩擦角很小，路基边坡稳定性验算时，取φ=0，若坡顶为水平面，圆弧滑动面通过坡脚，称之为坡脚圆。坡脚圆的稳定性计算图式，见图1、图2所示。

图中滑动土体ABDF对圆心0的滑动力矩为

图1 坡脚圆(φ=0)计算图式

由图 1，ΔAGD 中，GD=Hcotω

图2 坡脚圆计算辅助图

所以

将式(1a)、式(1b)、式(1c)代入式(1)即可得滑动力矩M0。

抗滑力矩My，由图2

弧长 L=2α0R(α0以弧度计)，所以

式中：c为土的黏结力，kPa;H为路基高度，m;α0为圆心角的一半;ω为滑动面的倾角。

极限平衡时，My=M0即式(1)与式(2)相等，则

此时边坡的稳定系数如下

由式(4)可见，欲使 K 值最小，函数 f(α0，α，ω)应最大。以 α0与 ω 为自变量，f(α0，α，ω)的最大值求解如下

利用此两式，假定不同的坡脚参数α0或ω，分别计算和绘制成关系曲线图，如图4所示。为便于选定最危险滑动圆弧的圆心位置，将常用的坡角α及与之相应的α0、ω角列成表1。表中β1与β2供绘圆心辅助线用，与表1所列相同。

表1 坡脚圆最危险滑动弧圆(φ=0)数值表

续表1

式(1)取K=1，可绘成关系曲线图。运用上述图表，计算工作可大为简化。

U416.1

C

1008-3383(2012)06-0047-01

2011-12-29

张纪川(1963-)，男，凯里人，工程师。