Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Правила обеспечения устойчивости откосов 1998

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ ВЫСОКИХ НАСЫПЕЙ И ГЛУБОКИХ ВЫЕМОК

65. Расчет устойчивости откосов земляного полотна, проектируемого в сейсмических районах, необходимо проводить с учетом сейсмического воздействия.
*) Раздел VI составлен на основе работы / 10/.
66. Учет сейсмического воздействия при расчете устойчивости откосов по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения и методу Г.М. Шахунянца заключается в следующем.
Сила Т, вызывающая обрушение (см. п. 19), увеличивается на сейсмический коэффициент Kc :
(51)
где α max — расчетная величина сейсмического ускорения (определяется по табл. 11), мм/сек2;
g — ускорение силы тяжести, мм/сек2.
67. Величина сейсмического коэффициента Kc может быть определена по табл. 9 в зависимости от сейсмичности в баллах.
Таблица 9

Величина коэффициента Kc

68. Расчетная сейсмичность определяется по формуле
(52)
где jo — расчетная сейсмичность для данного района;
m — сейсмическая характеристика, учитывающая увеличение сейсмичности в баллах в зависимости от грунта основания. Определяется по табл. 10.
69. При расчетах устойчивости откосов по методам горизонтальных сил и методу Fp сейсмическое воздействие учитывают в выражении для коэффициента сопротивляемости грунта сдвигу в следующем виде:
(53)
где — коэффициент сопротивляемости грунта сдвигу с учетом сейсмичности;
φ — угол внутреннего трения;
с — сцепление т/м2;
δ — сейсмический угол,
(54)
ε — коэффициент сотрясения;
Ps — величина нормального давления с учетом сейсмичности,
(55)
P — величина нормального давления без учета сейсмичности.
Таблица 10

Сейсмическая характеристика m в баллах

Аллювиальные отложения, щебенистые или песчаные (сухие) грунты

Глинистые, мергелистые и лессовидные грунты

Болотистые грунты и водонасыщенные грунты

Таблица 11
Величины расчетных значений сейсмического ускорения и сейсмического угла

Расчетное ускорение α max , мм/сек2

Откосы каналов и обеспечение их устойчивости

Одной из главных задач при проектировании осушительных каналов является установление такого угла наклона откосов, чтобы последние могли противостоять силам, стремящимся их разрушить, т.е. чтобы они были устойчивыми.

Под устойчивостью грунтовых откосов каналов понимается способность сохранять заданную и выполненную в натуре форму и размеры как в поперечном, так и в продольном профиле.

Устойчивость поперечных сечений каналов определяется качеством слагающих грунтов, глубиной каналов и коэффициентом откоса m. Силами, разрушающими откос канала являются:

— внешняя нагрузка (например, вес машины и кавальер);

— собственный вес грунта;

— силы гидродинамического давления и течения воды.

Гидродинамическое давление представляют силу давления фильтрационного потока на частицы грунта. Его величина D, отнесенная к единице объема, равна

D = ΔΙ , (3.13)

где Δ – объемный вес воды; I – гидравлический градиент фильтрационного (грунтового) потока.

Гидродинамическое давление направлено по касательной к поверхности грунтового потока (рис 3.26). Так как градиент имеет наибольшее значение в первоначальный момент после вскрытия канала, когда он только что начинает заполняться водой, то и гидродинамическое давление в это время имеет наибольшее значение, увеличивающееся с приближением к откосу. Этим объясняется неустойчивость глубоких каналов, выполненных в водонасыщенном грунте сразу на всю глубину выемки. Неосушенный грунт обладает ничтожными силами сцепления и поэтому давлением воды у подошвы откоса вытесняется в выемку.

Читать еще:  Когда устанавливать откосы до ремонта или после

Такое явление можно предотвратить, если устраивать канал постепенно, углубляя его в несколько приемов (подробнее см. п. ).

Рис. 3.26. Направление гидродинамического давления

Удерживающими от обрушения откоса силами являются:

-силы внутреннего трения;

— силы сцепления грунта.

Условием предельной устойчивости откоса будет равенство сил удерживающих и сил сдвигающих. Если же последние будут более первых, то откос обрушится по некоторым плоским или (что чаще) по кривым поверхностям, близким в случае однородного грунта к круглоцилиндрическим.

С увеличением глубины канала угол, под которым держится неукрепленный откос, уменьшается. То же явление наблюдается и при повышении влажности грунта, так как водонасыщенные грунты обладают меньшей силой сцепления и меньшим углом внутреннего трения, чем более сухие.

Рис. 3.27. Схема сил, действующих на откос канала

Ниже приведена упрощенная методика определения устойчивого положения откосов каналов, необходимая для принципиального понимания механизма взаимодействия сил, действующих на призму обрушения [6]. Схема действующих сил и обрушения откоса канала по плоскости без учета действия гидродинамических сил приведена на рисунке 3.27, где Р – вес слоя грунта АВМ, приложенный в точке О. Разложим вес Р на две составляющие: нормальную N и тангенциальную Т. Вес слоя грунта АВМ можно выразить формулой

, (3.14)

где γ0 – объемный вес грунта.

Сдвигающая сила Т будет равна

. (3.15)

Нормальная сила , а вызываемая ею сила трения Fтр будет равна

, (3.16)

где tg φ – коэффициент трения, а φ – угол внутреннего трения.

Сила сцепления по плоскости АМ равна

. (3.17)

Приравняв сумму сил удерживающих силам сдвигающим, будем иметь

Fсц + Fтр = Т, (3.18)

или . (3.19)

После ряда преобразований и исследования функции на максимальное значение α, получим, что высота откоса Н при которой грунт с углом откоса θ будет находится в равновесии найдется из уравнения

(3.20)

Что касается форм поверхностей, по которым происходит обрушение откосов, то опыт показывает, что очертание этих поверхностей может быть весьма разнообразным. В общем случае линия сползания откосов в верхней его части может быть принята вертикальной, ниже они приближаются к линии боковой поверхности цилиндра, а у основания откоса угол наклона линии скольжения приближаются к нулю.

Читать еще:  Учет работ по откосам

Более подробная методика расчета устойчивости откосов каналов приведена в учебном пособии [18].

Осушительные каналы, устраиваемые в торфяном грунте в целях добычи торфа, как правило, имеют высоту откоса меньшую по сравнению с высотой, определенной по формуле (3.20) и относятся к классу сооружений, разрушение которых не несет за собой катастрофических последствий и поэтому крутизна (угол q) или коэффициент заложения откоса m таких каналов может назначаться на основании данных практики и опыта проектирования (табл. 3.8) [7].

Коэффициенты заложения откосов каналов

Наименование каналовКоэффициент заложения откосов, m
В минеральном грунтеВ торфяном грунте
залежь низинного типазалежь верхового типа
Магистральныепо данным материалов изысканий в зависимости от физико-механических свойств грунта (глина, суглинки m = 1. 1,5; песок m = 2…2,5; супесь m = 3…3,5)1,0Степень разложения до 25 % m = 0,75.
1.25Степень разложения 25 – 35% m = 1.
1,5Степень разложения свыше 35% m = 1,25
Валовыето же0,50,5
Оградительныето жеВнутренние (по отношению к массиву) m = 1,0; наружные на 0,5 больше внутренних

Дата добавления: 2021-03-18 ; просмотров: 101 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Рекомендации по проектированию плотин из грунтовых материалов раздел: расчет устойчивости откосов грунтовых плотин

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

4. КРИТЕРИИ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ И РАСЧЕТНЫЕ СЛУЧАИ

Устойчивость каждого откоса грунтовой плотины должна быть проверена на достаточно большом числе предполагаемых поверхностей сдвига, чтобы получить оценку устойчивости наиболее опасной призмы обрушения, характеризуемой минимальным отношением обобщенных предельных реактивных сил сопротивления к активным сдвигающим силам [Л.1].

Критерием устойчивости откосов плотины является соблюдение (для наиболее опасной призмы обрушения) неравенства:

,

где — расчетное значение обобщенного силового воздействия, определяемое с учетом коэффициента надежности по нагрузке (в зависимости от метода расчета устойчивости откосов равнодействующая активных сил или моментов этих сил относительно оси поверхности сдвига);

— расчетное значение обобщенной несущей способности системы «сооружение-основание», определяемое с учетом коэффициента надежности по грунту , т.е. обобщенное расчетное значение сил предельного сопротивления сдвигу по рассматриваемой поверхности;

, , — коэффициенты надежности по нагрузке, ответственности сооружения, сочетания нагрузок, определяемые по СНиП 2.06.01-86;

— коэффициент надежности по грунту, определяемый по СНиП 2.02.02-85;

— коэффициент условий работы.

Для оценки устойчивости призмы обрушения может служить коэффициент устойчивости.

Численные значения указанных коэффициентов приведены в табл.1, 2, 3, 4.

Механика грунтов / УМК по механике грунтов / Лекция 10 Устойчивость откосов

ЛЕКЦИЯ 10. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ

10.1. Основные положения теории устойчивости откосов

10.1.1. Область практического применения задачи об устойчивости

В рамках теории предельного — напряженного состояния также решается задача по расчету устойчивости откосов .

Читать еще:  Выборгское шоссе 465 откосы

Откос – представляет собой грунтовый массив с явно выраженным перепадом высот.

Данная задача нас интересует с позиций :

∙ Обеспечения безопасного проведения земляных работ ( устройство котлованов , траншей , насыпей ),

∙ Обеспечения устойчивости зданий и сооружений , расположенных в непосредственной близости от откосов .

Значительные перепады высот земной поверхности могут иметь природное или искусственное происхождение . Природный характер

сильно пересеченной местности обуславливается особенностями геодинамическими процессов формирования земной коры . В условиях Белоруссии холмы , гряды , возвышенности образовались при движении и таянии ледников . Глубокие овраги образовались в результате эрозионной деятельности ручьев и рек .

Наибольшую опасность с точки зрения обеспечения устойчивости представляют собой склоны оврагов и берега рек , так как

непрекращающиеся процессы струйной эрозии грунта нередко приводят к образованию оползней , рис .10.1- а .

Рис .10.1. Оползневый участок Гапеева ручья в г . Витебске — а ); откос котлована строящегося торгового центра « Марко — Сити » в г . Витебске – б );

Откосы искусственного происхождения образуются при вскрытии котлованов или траншей , рис 10.1- б .

Обеспечение устойчивости откосов является одной из важнейших задач механики грунтов . Ошибки при решении данной задачи могут привести к катастрофическим результатам , рис .10.2

Рис .10.2. Оползень дороги в Крыму – а ); разрушение домов в результате образования оползня – б )

Опасность образования оползня усугубляется еще и тем , что обрушение грунтовых масс , как правило , происходит внезапно и захватывает значительные по объему участки грунта . Такое обрушение стенок траншей или котлованов может привести к гибели рабочих , а в

случае образования оползня вблизи здания или сооружения к его практически полному разрушению .

Особая роль в предотвращении данного явления отводится методам исследования оползнеопасных участков и факторам способствующих образованию оползней . Инженерно — геологические изыскания на данных участках должны выполняться с особой тщательностью и аккуратностью . Даже небольшая прослойка слабого грунта в теле откоса ( толщиной 5- 10 см ), как правило , игнорируемая при проведении изысканий в обычных условиях , может стать роковой для откоса .

10.1.2. Основные термины и определения

Обрушившаяся часть откоса называется призмой обрушения или оползнем.

Наиболее типичная структура оползня приведена на рис .10.3 ( http://bse.sci-lib.com/a_pictures/17/18/251340506.jpg )

Рис .10.3. Структура оползня

В зависимости от грунтовых условий могут развиваться :

∙ оползни вращения — поверхность скольжения криволинейная ;

∙ оползни скольжения – поверхность скольжения плоская или плоско — ломаная ;

∙ оползни разжижения – характерны для водонасыщенных грунтов , оплывающих к основанию подобно вязкой жидкости .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector