软土路基上路堤的稳定性分析

软土路基上路堤的稳定性分析

作者：董英传

来源：《商品与质量·学术观察》2013年第08期

摘要：软土地基路堤的稳定分析一般采用瑞典圆弧滑动法中的固结有效应力法、改进总强度法，也有采用简化的毕肖普法、简布普遍条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计算稳定安全系数。施工期只考虑路堤自重，营运期还需考虑行车荷载等。 关键词：软土路基 路堤稳定性 分析 1、软土路堤稳定性分析

软土地基上路堤稳定分析是软土路基设计中最重要的内容。正确的稳定分析为经济合理地确定路堤断面和地基加固措施提供了可靠地依据。

影响软土路基稳定性的因素很多，它不仅取决于路堤的断面形状、填土高度、填土速率和地基软土的性质，还与软土的成因类型、土层的成层情况以及地基土的应力历史有关。 （1）固结有效应力法

地基软土因排水固结作用，强度相应得到提高，但按照固结理论的概念，外荷载是假定瞬时施加的，事实上路堤填土是按照一定的施工速率逐渐填筑的。固结有效应力法考虑了软基路堤施工的这种实际情况。在强度很差的软基上修筑高路堤时，按照固结有效应力法对采取分期加载方法逐渐使地基强度固结提高后的安全系数进行验算，以保证路堤填筑过程中的稳定性要求。

固结有效应力法是在圆弧滑动面条分法的基础上进行的。如图所示固结有效应力法检算软土地基上路堤稳定性情况。

用总强度法进行稳定分析时，采用的抗剪强度是以原位测试资料（十字板抗剪强度），借用固结有效应力法计算地基强度随着固结增加的思想，采用强度增长系数计算固结过程中强度的增量，计算公式为 （2）

式中 ——换算十字板强度或直接由十字板试验得到的抗剪强度 ——地基土层强度增长系数，按表1取值。

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稳定系数计算时，除按式（2）计算外，还需根据不同情况及获得的不同设计参数，采用不同的计算式。

稳定系数的计算中，考虑软土强度因排水固结而增长以及强度随着深度变化的规律时，如图所示，计算见式

式中 ——地基分条重力在滑弧上的下滑力； ——荷载分条在滑弧上的下滑力； L——分条的弧长； h——分条切入地基中深度 ——软土地基天然强度的地面截距； ——软土地基天然强度随深度变化率。

2、软土地基上路堤的临界高度

在天然软土地基上，用通常速度施工，修筑一般断面的路堤所能填筑的最大高度，称为临界高度，以 表示。软土地区地下

水位高，若采用路堑形式，则堑坡稳定、基床处理等的费用会很大，且施工、运营养护也困难，故应避免。有条件时，路堤高度控制在设计临界高度以内可使地基加固处理大为减少。 临界高度的大小取决于软土的性质和成层情况，软土表层硬壳的厚度与性质、填料的情况等，临界高度仅作设计施工的参考依 据。近似令 =0进行估算，计算式为

式中 ——地基软土的不排水抗剪强度； ——填土的重度。 3 软土地基沉降控制

软土地基沉降量计算时，其压缩层厚度应按附加应力等于0.1倍自重应力确定。软土地基的总沉降量S可按瞬时沉降（Sd）与主同结沉降（Sc）之和计算。对泥炭土、富含有机质黏土或高塑性黏土地层，可根据情况考虑次固结沉降（Ss）。