坡腳圓法驗算路基邊坡的穩定性

張紀川

(貴州省交通建設咨詢監理有限公司)

坡腳圓法驗算路基邊坡的穩定性

張紀川

(貴州省交通建設咨詢監理有限公司)

簡要介紹如何使用坡腳圓法驗算路基邊坡的穩定性。

路基邊坡;穩定性;坡腳圓法

高塑性土的內摩擦角很小，路基邊坡穩定性驗算時，取φ=0，若坡頂為水平面，圓弧滑動面通過坡腳，稱之為坡腳圓。坡腳圓的穩定性計算圖式，見圖1、圖2所示。

圖中滑動土體ABDF對圓心0的滑動力矩為

圖1 坡腳圓(φ=0)計算圖式

由圖 1，ΔAGD 中，GD=Hcotω

圖2 坡腳圓計算輔助圖

所以

將式(1a)、式(1b)、式(1c)代入式(1)即可得滑動力矩M0。

抗滑力矩My，由圖2

弧長 L=2α0R(α0以弧度計)，所以

式中：c為土的黏結力，kPa;H為路基高度，m;α0為圓心角的一半;ω為滑動面的傾角。

極限平衡時，My=M0即式(1)與式(2)相等，則

此時邊坡的穩定系數如下

由式(4)可見，欲使 K 值最小，函數 f(α0，α，ω)應最大。以 α0與 ω 為自變量，f(α0，α，ω)的最大值求解如下

利用此兩式，假定不同的坡腳參數α0或ω，分別計算和繪制成關系曲線圖，如圖4所示。為便于選定最危險滑動圓弧的圓心位置，將常用的坡角α及與之相應的α0、ω角列成表1。表中β1與β2供繪圓心輔助線用，與表1所列相同。

表1 坡腳圓最危險滑動弧圓(φ=0)數值表

續表1

式(1)取K=1，可繪成關系曲線圖。運用上述圖表，計算工作可大為簡化。

U416.1

C

1008-3383(2012)06-0047-01

2011-12-29

張紀川(1963-)，男，凱里人，工程師。