Npdpk.ru

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

Расчет устойчивости скальных откосов

Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch

Вы здесь

Устойчивость земляных откосов. Хуан Я.Х. 1988

Устойчивость земляных откосов
Хуан Я.Х.
Перевод с английского: В.С. Забавин; редактор: В.Г. Мельник
Стройиздат. Москва. 1988
ISBN 5-274-00224-2
Stability analysis of earth slopes
Yang H. Huang
University of Kentucky. Van Nostrand Reinhold Company Inc. New York. 1983
240 страниц

В книге автора из США изложены методы расчета устойчивости откосов различных грунтовых сооружений, в том числе гидротехнических, транспортных, хранилищ промышленных отходов и др. Приведена классификация методов расчета по их основным признакам, что позволяет проектировщику выбрать наиболее рациональный дли данной стадии проектирования и конкретных условий. Приведена программа для машинного расчета устойчивости откосов. Для научных и инженерно-технических работников.

Предисловие к русскому изданию
Предисловие

Часть 1. Основные сведения по устойчивости откосов
Введение
Движение склонов
Предельное пластическое равновесие
Статически определимые задачи
Статически неопределимые задачи
Методы расчетов устойчивости
Механика оползней
Типы поверхностей скольжения
Плоские поверхности сдвига
Круглоцилиндрические поверхности скольжения
Полные и эффективные напряжения
Блок-схемы для анализа устойчивости
Коэффициент запаса
Прочность на сдвиг
Изыскательские работы
Полевые испытания
Лабораторные испытания
Типичные диапазоны и корреляции
Депрессионные поверхности
Фильтрационные сетки
Земляные плотины без дренажа
Земляные плотины с дренажом
Коэффициент порового давления
Укрепительные мероприятия для стабилизации оползней
Полевые исследования
Предварительное планирование
Методы стабилизации

Часть 2. Упрощенные методы расчетов устойчивости
Упрощенные методы для сдвига по плоскостям
Бесконечные откосы
Треугольное поперечное сечение
Трапецеидальное поперечное сечение
Примеры
Упрощенные методы круглоцилиндрических поверхностей скольжения
Существующие графики устойчивости
Насыпи треугольного профиля на скальных склонах
Трапецеидальные насыпи на скальных склонах
Треугольные насыпи на грунтовых склонах
Анализ однородных плотин в эффективных напряжениях
Анализ в эффективных напряжениях неоднородных плотин
Анализ откосов в полных напряжениях
Краткий обзор методов

Часть 3. Методы расчетов устойчивости на ЭВМ
Программа SWASE для сдвига по плоскостям
Вводные сведения
Теоретические основы
Описание программы
Данные ввода
Примеры расчетов
Версия Бейсик
Программа REAME для круглоцилиндрических поверхностей скольжения
Вводные сведения
Теоретические основы
Описание программы
Основные особенности
Данные ввода
Примеры расчетов
Версия Бейсик
Практические примеры
Область применения при открытых горных разработках
Применение программы SWASE
Применение программы REAME

Часть 4. Некоторые другие методы расчетов устойчивости
Методы, предназначенные для однородных откосов
Метод круга трения
Метод логарифмической спирали
Методы, предназначенные для неоднородных откосов
Метод давления грунта
Метод Янбу
Метод Моргенштерна и Прайса
Метод Спенсера
Метод конечных элементов

Вероятностный метод
Условные обозначения

Проблема с коэффициентом «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости» в SCAD

Достаточно распространенная проблема возникает при расчете балок во время подбора сечения, когда программный комплекс SCAD показывает то, что элемент не проходит по критерию «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости», хотя, по идее он проходить должен.

Как известно, балочный элемент должен работать на изгиб. Но в реальных конструкциях балки могут возникать сжимающие продольные усилия. Учитывая существенный момент в пролете, эти усилия могут какого-либо принципиального влияния на сечение не оказывать при текущем напряженном состоянии. Однако, при шарнирном опирании балок, момент в узле становится равным нулю. Это соответствует то, что в этом месте сечение работает как центрально сжатое, поэтому в программе SCAD стержень начинает проверяться именно на этот тип воздействия.

Особенность расчета центрально и внецентренно сжатых элементов заключается в том, что ребра жесткости никакого влияния на местную устойчивость стенки не оказывают. В этом легко убедиться, посмотрев формулы СП 16.13330.2017. Это явление связано с тем, что те формулы настроены так что, местная устойчивость увязана с общей устойчивостью центрально и внецентренно сжатых элементов. Соответственно по этой причине возникает ряд проблем.

Читать еще:  Откосы за радиаторами отопления

В качестве примера, можно рассмотреть расчетную схему опорной рамы для башен связи на пригрузах. В ней есть 4 опорных зоны, состоящих из продольных двутавров и поперечных швеллеров. По верхней грани двутавров лежат несущие балки, воспринимающие усилия от башни (рис. 1).

  • Рис. 1. Расчетная схема опорной рамы

Может возникнуть ситуация, что балка в принципе проходит, но где-то на ее конце возникает ситуация, при которой часть балки, а именно отдельная ее часть в виде стержня имеет коэффициент использования по пункту «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости» больше единицы. Это наталкивает на выводы о том, что текущая балка требованиям норм не удовлетворяет (рис. 2).

  • Рис. 2. «Непроходящие» элементы

В новой версии SCAD 21.1.9.5 была реализована новая возможность учитывания пунктов 7.3.5 и 9.4.6 СП 16.13330.2017 (рис. 3), чтобы исключить проблему с коэффициентом «Предельная гибкость стенки из условия местной устойчивости». Эти пункты предоставляют возможность выключения части стенки из работы для того, чтобы осуществлять проверку на устойчивость за счет расчетной уменьшенной площади сечения Аd (редуцированное сечение).

  • Рис. 3. п. 7.3.5 и 9.4.6 из СП 16.13330.2017

Чтобы новой функцией воспользоваться, необходимо в окне настроек групп конструктивных элементов для проверки сечений отключить галочку напротив строки «Работа сечения с неустойчивой стенкой не допускается» рис .4.

  • Рис. 4. Переключение «Работа сечения с неустойчивой стенкой не допускается«

После принятия новых параметров и проведения вновь расчета, в окне просмотра результатов можем наблюдать, что проблема решилась, обозначив проблемные участки уже не красным, а зеленым цветом. Дополнительно в списке «Сталь. Факторы» появляется новый критерий, учитывающий закритическую работу элемента. Иными словами, устойчивость стенки не проверяется, а проверяется на устойчивость с учетом редуцированного сечения (рис. 5).

  • Рис. 5. Окно подбора сечений с новыми настройками

Согласно СП 16.13330.2017 при соблюдении условий п. 8.5.1 в некоторых подобных случаях при расчете балок не требуется проверка местной устойчивости. Так же не требуется такая проверка в прокатных профилях, так как их сечение разработано так, что быстрее иссякнет запас прочности, нежели произойдет потеря устойчивости. Разумеется, это оправдано для балок, работающих на изгиб.

Расчет на сейсмостойкость — как проводится, особенности и методы

Что такое расчет на сейсмику и в каких случаях он применяется? Какие методы сегодня используют и в чем их плюсы и минусы? Что является основанием для решения о выдаче сертификата сейсмостойкости? Об этом и многом другом рассказывают эксперты компании “ЛенТехСертификация”.

Цель сейсмического расчета

Главной целью расчета оборудования на сейсмостойкость является подтверждение того, что объект действительно соответствует требованиям нормативно-технической документации при заданном уровне интенсивности землетрясения (используется шкала MSK-64).

Причины и особенности проведения

В основном расчет необходимо проводить по следующим причинам:

  • Продукция уже используется на объекте и ее невозможно демонтировать.
  • У объекта слишком большие габариты и/или сложная конструкция, поэтому его невозможно поместить на виброплатформу.
  • Речь идет о тепломеханической продукции, а для нее расчет сейсмики предусмотрен нормативными требованиями.
  • Требования к данному объекту допускают заменить испытания расчетом.
  • Необходима оценка объекта, аналогичного тому, что уже проходил проверку, но содержащему изменения, влияющие на динамические характеристики.
  • Оценивается уже проверенный объект на соответствие новым требованиям
  • Оценивается объект, не имеющий резонансных частот в диапазоне от 1 до 30 Гц.

При этом саму процедуру получения сертификата сейсмостойкости можно разделить на несколько основных этапов:

  1. Для начала строится подробная математическая модель, отражающая все особенности сертифицируемого объекта.
  2. Следующим этапом идет расчет вибрационных полей во всех важных узловых точках при заданных параметрах землетрясения. В результате становится возможным определить максимальные перегрузки комплектующих.
  3. Завершающим этапом идет анализ расчетных и допустимых значений перегрузок. По результатам расчетов оформляется заключение о сейсмостойкости исследуемого оборудования и если выясняется, что оборудование не может обеспечить заявленного уровня, предлагаются рекомендации по изменению его конструкции. Именно на основании расчета и заключения выдается сертификат.
Читать еще:  Дверной проем с широкими откосами

Получить бесплатную консультацию

Методы расчета на сеймостойкость

Статический метод

Методика была разработана японским ученым Омори еще в 1900 году. Этой теорией не учитывается деформации сооружения, его колебания сводятся лишь к переносному движению всех точек сооружения вместе с основанием. В соответствии с этим методом сооружение и его основание рассматриваются как абсолютно жесткие. В соответствии с принципом Даламбера можно считать, что к каждой массе mi сооружения приложена инерционная нагрузка (сейсмическая сила) si:

где А — максимальное ускорение основания, выражаемое в долях силы тяжести g.

Сейсмические силы прикладывают как статические в центре тяжести каждой массы mi и на их действие производят расчет конструкции. Значение статической теории для развития теории сейсмостойкости состояло в том, что в ее рамках впервые удалось получить количественную, хотя и приближенную, оценку сейсмических сил, т.е. свести проектирование сейсмостойких сооружений к обычной инженерной задаче.

Важно понимать! Статическая теория справедлива лишь для весьма жестких сооружений, деформации которых, по сравнению со смещением основания, довольно малы.

Существенный недостаток метода в том, что при нем невозможен учет в рамках динамических свойств конструкции. Это довольно серьезный минус, т.к. может привести к существенным ошибкам в расчетах сооружений, которые идут не в запас прочности.

Спектральный (линейно спектральный) метод

Линейно спектральный метод расчета конструкций на сейсмические воздействия является в настоящее время основным, как в России, так и за рубежом. Он является, в своем роде, компромиссом между статическим и динамическим методами.

Как и статический спектральный метод расчета предполагает определение сейсмических инерционных нагрузок (сил) si, приложенных в центре тяжести массы mi, а затем конструкция рассчитывается на действие сил si, приложенных к конструкции статически. Динамические свойства конструкции учитываются при определении нагрузок si. Для этого движение системы раскладывается по формам колебаний, т. е. представляется как сумма некоторых движений (форм колебаний).

Здесь yi(t) — смещение массы тi, зависящее от времени t;

xij — коэффициент разложения движения по формам колебаний; (i-я компонента j-о собственного вектора системы);

оj(t) — функция, определяющая изменение во времени перемещения по j-й форме колебаний;

yij(t) — смещение массы mi по j-й форме колебаний;

п — число степеней свободы системы.

Если рассмотреть движение всей системы по одной форме колебаний, то все точки будут смещаться синхронно и форма колебаний не меняется во времени.

Прямой динамический метод расчета сейсмостойкости

Метод численного интегрирования уравнений движения, применяемый для анализа вынужденных колебаний конструкций при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений.

Необходимые исходные данные для проведения расчета на сейсмостойкость

Для расчета вам необходимо будет предоставить следующие данные:

  • Полный комплект чертежей корпусов;
  • ТУ, руководство по эксплуатации, технический паспорт;
  • Массогабаритные характеристики устанавливаемого оборудования;
  • Интенсивность ПЗ и МРЗ;
  • Уровень установки.

Получить бесплатную консультацию

Мы приглашаем обращаться за расчетом и получением сертификата сейсмостойкости к нам, в компанию “ЛенТехСертификация”. Звоните или заполняйте форму обратной связи — мы примем документы на оценку и сориентируем вас по цене, срокам и особенностям прохождения процедуры расчета на сейсмостойкость.

Струйная цементация грунтов

Jet grouting, Jet сваи, грунтоцементные сваи

Сущность технологии струйной цементации грунтов (Jet grouting) заключается в использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для разрушения и одновременного перемешивании грунта с цементным раствором.

После твердения раствора образуется новый материал – грунтоцемент (грунтобетон), обладающий высокими прочностными и деформационными характеристиками.

По сравнению с традиционными технологиями инъекционного закрепления струйная цементация грунтов позволяет укреплять практически весь диапазон грунтов — от гравийных отложений до мелкодисперсных глин и илов.

Читать еще:  Пластиковый уголок для откосов как установить

Преимущества технологии струйной цементации (Jet grouting):

  • Предсказуемость результатов укрепления грунтов методом струйной цементации.
  • Высокая производительность (до 300 п.м. Jet свай в сутки).
  • Возможность работы в стесненных условиях (в подвальных помещениях, вблизи существующих зданий, на откосах).
  • Возможность подведения Джет свай под существующие фундаменты (позволяет через отверстие 100 мм выполнять сваи диаметром 300-700 мм).
  • Возможность устройства Jet свай в обводнённых грунтах.

Область применения струйной цементации грунтов (Jet):

  • Укрепление слабых грунтов в основании зданий, дорог, мостов или тоннелей
  • Устройство противофильтрационных завес,
  • Усиление фундаментов при реконструкции и надстройке зданий,
  • Ограждение котлованов,
  • Повышение устойчивости склонов и откосов,
  • Заполнение карстовых полостей в трещиноватых скальных грунтах.

Технология производства работ

Устройство грунтоцементных свай (Jet свай) выполняется в два этапа – в процессе прямого и обратного хода буровой колонны.

Во время прямого хода производят бурение лидерной скважины до проектной отметки.

В процессе обратного хода в форсунки монитора, расположенного на нижнем конце буровой колонны, подают под высоким давлением (400-450 атм) цементный раствор и начинают подъем колонны с одновременным ее вращением.

Существует три основных разновидности технологии Jet grouting:

Однокомпонентная технология (Jet 1)

В этом случае разрушение грунта производят струей цементного раствора. Диаметр грунтоцементных свай составляет 500-600 мм в глинистых грунтах и 700-800 мм в песчаных грунтах. Технология Jet 1 является наиболее популярной, предсказуемой и высокопроизводительной. Это даёт возможность на этапе проектирования достаточно точно предположить диаметр джет свай на основании опыта производства работ.

Двухкомпонентная технология (Jet 2)

В этом варианте для увеличения длины водоцементной струи используют энергию сжатого воздуха. Для раздельной подачи в монитор цементного раствора и сжатого воздуха применяют двойные полые штанги. По внутренним штангам подают цементный раствор, а по внешним – сжатый воздух. Диаметр свай, получаемых по этой технологии, в глинах достигает 1200-1500 мм, а в песках – 1500-2000 мм. Современное развитие технологии Jet 2 до технологии SuperJet позволяет создавать колонны диаметром 3000 — 5000 мм!

Трехкомпонентная технология (Jet 3)

Этот вариант отличается от предыдущих тем, что водовоздушная струя используется исключительно для размыва грунта и образования в нем полостей, которые в последствии заполняются цементным раствором. В технология Jet 3 используются тройные штанги и в настоящее время не популярна в России и в мире. Для необходимости выполнить полное замещение слабого грунта используется предварительный размыв на воде по технологии Jet 2.

Характеристики грунтоцемента

Прочность грунтоцемента на сжатие в песчаных грунтах составляет от 3 до 10 МПа, в глинистых грунтах прочность грунтоцемента от 1 до 3 МПа. Модуль деформации Jet варьируется от 50 до 5 000 МПа в зависимости от типа грунтов.

Техническое и коммерческое предложение (стоимость Jet)

Наша компания имеет большой опыт в укреплении грунтов по технологии струйной цементации грунтов. Для каждой задачи мы подбираем оптимальные технологические параметры. В случае необходимости помогаем проходить согласование и экспертизу проекта.

Стоимость устройства грунтоцементных свай зависит от многих факторов. Например, при производстве работ в стеснённых условиях внутри зданий цена грунтоцементных свай будет выше, чем при выполнении работ большой производительной буровой.
Стоимость струйной цементации также очень сильно зависит от расхода цемента. Чем выше расход цемента, тем выше стоимость (кроме увеличения затрат на материалы, ещё увеличивается время нагнетания цемента в грунт).

В зависимости от задачи и количества исходных данных расчёт стоимости грунтоцементных свай, подготовка коммерческого и технического предложения осуществляется от 1 до 5 дней.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector