ЧАСТЬ. Определение требуемых углов заложения каждого слоя

Определение устойчивости склона

При проектировании любых противооползневых мероприятий, при строительстве на неустойчивых склонах или при размещении механизмов на откосах, склонах или бортах оврагов работы следует начинать с оценки степени устойчивости наклонной поверхности земли. Такая оценка производится путем вычисления, так называемого коэффициента устойчивости, который характеризуется отношением сил, удерживающих массив грунта на наклонной поверхности, к силам, сдвигающим этот массив. Для проектирования противооползневых мероприятий нередко требуется еще определять величину давления грунта от смещающегося массива на ограждающую конструкцию (оползневое давление). Для таких вычислений существует очень большое количество расчетных методов. Мы остановимся на методе круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Суть метода

Метод круглоцилиндрической поверхности скольжения целесообразно применять, когда откос сложен однородными грунтами. Метод предполагает, что сползание грунта может произойти лишь в результате вращения оползающего массива вокруг центра О (рис.1). Следовательно, поверхность скольжения ВВ в данном случае будет представлена дугой некоторого круга с радиусом r, очерченного из центра О. Оползающий массив рассматривается при этом как некоторый твердый блок, всеми своими точками участвующий в одном общем движении.

Степень устойчивости откоса оценивается методом моментов, сущность которого заключается в следующем.

Оползающий массив находится под воздействием двух моментов: момента M _вр, вращающего массив, и момента M _уд, удерживающего массив. Коэффициент устойчивости склона K _у определяется отношением этих моментов, т.е.

K _у = M _уд/ M _вр

Вращающий момент определяется умножением сдвигающих сил на плечо до центра вращения О, а удерживающий момент - умножением сил сопротивления сдвигу на аналогичное плечо. При этом, так как угол наклона касательной к поверхности скольжения и веса отдельных частей массива не постоянны, приходится расчленять воображаемый оползневой массив (сползающий блок) на n расчетных отсеков, для каждого из которых определяют силы сопротивления сдвигу и сдвигающие силы. Тогда коэффициент запаса устойчивости склона находится как отношение сумм тех и других моментов:

K _у = Σ M _уд/Σ M _вр

В развернутом виде формула имеет вид:

.

ЧАСТЬ. Определение требуемых углов заложения каждого слоя

В качестве расчетной, используется гипотеза о плоской поверхности скольжения.

Расчет выполняется по программе «Устойчивость склона, плоская поверхность скольжения» входящей в пакет прикладных программ Электронный Справочник Инженера ЭСПРИ раздел "Фундаменты и основания " ЛИРА САПР, 2011, Украина, Вер.:2.01.0.

В результате расчета определяются предельные характеристики склона (см.рис.2):

- критическая высота склона – Нкрит;

- критический угол площадки скольжения - Qкрит;

- суммарный вес грунтового массива над плоскостью разрушения - Рсум;

- суммарная сдвиговая сила от веса грунта по плоскости разрушения - Тсум;

- предельная сила устойчивости склона - Nуст;

- длина плоскости (поверхности) разрушения – Lr по Типу 1;

- критическое расстояние от подошвы склона до верхней точки безопасного

(относительно безопасного) удаления - Lкрит.

- средние нормальные и сдвиговые напряжения на площадке скольжения

- коэффициент запаса устойчивости склона - K_st.

Задача расчета: при заданной высоте слоя подобрать такой угол откоса, при котором

выполняется заданное условие К_st ≥ 1,2.

Рис.2 Характеристики плоской поверхности скольжения.

Расчет выполняется по схеме «сверху – вниз». При этом первый слой не рассчитывается (для него не заданы характеристики прочности) и учитывается в расчете нижележащих слоев как внешняя нагрузка.

Угол заложения β₁ первого сверху слоя в дальнейшем принимаем равным углу заложения β₂ второго сверху слоя.

Дата добавления: 2015-11-30