斜坡软弱地基路堤填筑全过程稳定性

蒋鑫; 魏永幸; 邱延峻

斜坡软弱地基路堤填筑全过程稳定性

1.
西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031
2.
铁道部第二勘测设计院地路处, 四川成都 610031

基金项目:

铁道部科技发展计划项目 2001G011

详细信息

作者简介:
蒋鑫(1976-), 男, 湖南永州人, 西南交通大学硕士生, 从事道路路基路面工程研

中图分类号: U213.1
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出版历程
- 收稿日期: 2002-07-15
- 刊出日期: 2003-03-25

Stability of subgrade embankment on sloped weak ground

1.
School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China
2.
Department of Geology and roadbed, Second Design and Survey Institute of Railway Ministry, Chengdu 610031, China

More Information

Author Bio:
JIANG Xin(1976-), male, a graduate student of Southwest Jiaotong University, engaged in research of especial subgrade and pavement engineering

摘要

摘要: 为正确评价国家重点建设工程渝怀铁路斜坡软弱地基填方工程的稳定性, 按照极限平衡法的基本理论, 运用Bishop法、Janbu法及Ordinary法等, 分析了在斜坡软弱地基上填筑路堤时其稳定性受断面参数, 如地层坡度、软弱土层厚度、路堤高度而变化的影响趋势。研究结果表明, 随着路堤高度、软弱土层厚度、地层坡度的增加, 最小安全系数将减小。在路堤高度与地层坡度增加两种情况下, 填土连同软土一起从软土中部滑动失稳过渡到连同软土一起从软土底部失稳, 而在软弱土层厚度增加情况下, 则结论恰好相反。建议综合考虑滑动面的形状、位置、滑动区域的大小、最小安全系数等因素决定各种工程措施的具体实施, 以达到工程安全性和经济性的有机统一
- 斜坡地基 /
- 软弱地基 /
- 填方工程 /
- 稳定性分析
Abstract: This paper analyses the stability of subgrade embankment during construction and after completion on sloped weak ground using limit equilibrium theory. Cross-sectional factors influencing the stability behavior of embankment, such as the ground slope, the thickness of weak layer and the height of embankment, are also explored. Research results show that the minimum safety factor will decrease when the embankment height, the weak layer thickness and the ground slope increase, and there are two kinds of failure models of subgrade embankment on sloped weak ground. Furthermore, some viewpoints concerning the construction of high fills are proposed as well.
- sloped ground /
- weak ground /
- subgrade embankment /
- stability analysis

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图 1 断面参数示意

Figure 1. Schematic drawing of cross-section

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图 2 最危险滑动面的形状、位置及最小安全系数随路堤高度而变化

Figure 2. Relations between slip surface shape, location and minimum factor of safety and the height of embankment

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图 3 最小安全系数随软弱土层厚度而变化的关系

Figure 3. Relation between minimum factor of safety and thickness of weak layer

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图 4 最危险滑动面形状、位置随软弱土层厚度增加而变化

Figure 4. Relations between slip surface shape, location and the thickness of weak layer

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图 5 最危险滑动面形状、位置及最小安全系数随地层坡度增加而变化

Figure 5. Relation between slip surface shape, location and minimum factor of safety and ground slope

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图 6 代表性断面

Figure 6. Typical cross-section

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图 7 代表性断面最小安全系数随路堤施工顺序而变化

Figure 7. Relation between minimum factor of safety and construction flow

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图 8 代表性断面最危险滑动面形状、位置随路堤施工而变化

Figure 8. Relations between slip surface shape, location and construction flow

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表 1 三种稳定性计算方法比较

Table 1. Comparison of slope stability analysis methods

比较项目	分析方法			土条受力示意
比较项目	Ordinary法	Bishop法	Janbu法
滑动面形状	圆弧	圆弧	任意形状
对多余未知力的假定	作用在土条侧面垂直面上的E和X的合力平行于土条底面	X=0, 即土条两侧作用力均水平	X=0, 即土条两侧作用力均水平
计算安全系数的方法	通过整体对圆心的力矩平衡来确定安全系数	通过整体对圆心的力矩平衡来确定安全系数	要求满足每个土条和滑坡体整体力的平衡, 但力矩平衡不满足

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表 2 土体稳定性分析参数

Table 2. Parameters for stability analysis

土层编号	强度模型	重度/kN·m^-3	粘聚力/kPa	内摩擦角/(°)
1	摩尔-库仑	19	25	25
2	摩尔-库仑	18	10	10
3	摩尔-库仑	20	100	40
4	摩尔-库仑	21	150	45
5	摩尔-库仑	22	200	50
6	基岩	—	—	—

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表 3 斜坡软弱地基填方工程代表性断面土体稳定性分析参数

Table 3. Parameters for stability analysis of typical cross-section

土层编号	强度模型	重度/kN·m^-3	粘聚力/kPa	内摩擦角/(°)
1	摩尔-库仑	19	20	20
2	摩尔-库仑	18	12	10
3	摩尔-库仑	18	20	15
4	摩尔-库仑	20	50	40
5	基岩	—	—	—

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参考文献(8)

[1]	魏永幸. 松软倾斜地基填方工程安全性评价方法[J]. 地质灾害与环境保护, 2001, 12(2): 73-79. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZHB200102017.htm WEI Yong-xing. An disquisition for the safety of earthwork in the floopy-tip ground[J]. Journal of Geological Hazards and Environment Preservation, 2001, 12(2): 73-79. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZHB200102017.htm
[2]	蒋鑫, 邱延峻. 渝怀线斜坡软弱地基填方工程特性及工程措施研究数值分析报告[R]. 成都: 西南交通大学, 2001.68-70.
[3]	江苏宁沪高速公路股份有限公司, 河海大学. 交通土建软土地基工程手册[M]. 北京: 人民交通出版社, 2001.231-232.
[4]	朱梅生. 软土地基[M]. 北京: 中国铁道出版社, 1989.217-219.
[5]	Anderson M G, Richards KS. Slope Stability-Geote-Chnical Engineering and Geomorphology[M]. JOHN WILEY & SONS, 1987.11-75.
[6]	龚晓南. 土工计算机分析[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2000.215-233.
[7]	沈珠江. 理论土力学[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2000. 187-229.
[8]	TB 10001-1999, 铁路路基设计规范[S].