При расчете устойчивости откосов пойменной насыпи учитывается резкий
Расчет устойчивости и проектирование пойменной насыпи. Построение поперечного профиля насыпи , страница 2
g=1,83-объёмный вес грунта основания при естественной влажностии;
Удельное сцепление и коэффициент внутреннего трения грунта основания во взвешанном состоянии принимаем:
fвн=0.75´tgjосн=0,75´0,554=0,416
Сводная таблица пункта 1.3
Грунт насыпи при естественной влажности
То же во взвешенном состоянии
Грунт основания при естественной влажности
То же во взвешенном состоянии
1.4 Определение минимального коэффициента устойчивости
к=(SNf+Scl+STуд)/(SТсдв+Д)
где N-нормальная составляющая силы собственного веса каждого отсека Qi;
T-касательная составляющая силы собственного веса;
f, c-смотри таблица №1;
l-длина кривой скольжения в пределах рассматриваемого
Д=W´I-гидродинамическое давление;
I=0,08-средний уклон кривой депрессии;
W-площадь части сползающего массива насыпи, насыщенного водой.
Вычисления указанных сил, а также их сумм по всем отсекам приведены на схеме и в таблицах №,2,3,4.
к1=(129,65+51,02)/(148,99+0,08´26,98)=1,195
к2=(109,11+49,58)/(129,84+0,08´25,54)=1,203 кmin=1,195
к3=(149,94+54,56)/(168,23+0,08´30,62)=1,198
Анализируя полученные значения можно сделать вывод что, при реальном проектировании расчёты следует проводить по большему числу кривых скольжения.
Определим нормативный коэффициент устойчивости:
кmin=1,195 2
где b -ширина канавы по дну;
h-высота живого сечения;
1:m –крутизна откосов;
v=с(R´i) 1/2 — средняя скорость течения воды, определяется по формуле Шези;
i –уклон дна канавы;
R=w/c-гидравлический радиус;
c=b+2h(1+m 2 ) 1/2 -смоченный периметр;
c=(1/n)´R у -коэффициент Шези (формула академика Павловского);
у=1.5(n) 1/2 -показатель степени;
Меры по увеличению устойчивости откосов.
Устойчивость откосов
В дождливую осень 1927г. поезд «Москва-Ленинград» попал в яму, возникшую в результате сползания насыпи из-за значительного увлажнения.
1 м оползень
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Причины, приводящие к нарушению устойчивости массивов грунта в откосах.
1. – Увеличение крутизны откоса (подмыв берегов реки)
2. – Увеличение нагрузки на откос (строительство на бровке)
3. – Обводнение грунтов (уменьшение механических характеристик: С; j и увеличение объемного веса грунта )
4. — Деятельность строителей (устройство котлованов, выработок с вертикальными стенками)
![]() |
2. Виды оползней
1. Оползни по поверхности в глубине массива (в движение приходит весь массив грунта в целом, характерно для грунтов, обладающих трением и сцеплением)
2. Сползание по поверхности откоса (осыпь) (характерно для песчаного грунта)
3. Разжижение грунтов (для водонасыщенных грунтов при динамических воздействиях)
3. Устойчивость откоса грунта, обладающего трением (С = 0)
Рассмотрим равновесие песчинки на откосе:
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Q – вес песчинки
N – нормальная составляющая веса песчинки
Т — касательная составляющая веса песчинки
— Условие равновесия
f –коэффициент трения
При практических расчетах необходимо вводить коэффициент запаса прочности
Влияние гидродинамического давления.
Через откос выходит вода при высоком у.г.в. (откос дренирует).
Рассмотрим равновесие песчинки в месте выхода воды.
D I — гидродинамическое давление
В пределе угол Ð должен быть равен 90-a — т.е. откос должен быть положе.
Гидродинамическое давление воды возникает в момент откачки воды из котлована.
Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением.
j = 0 (жирные глины)
С – составляет основную прочность откосов
На какую глубину (h) можно откопать котлован с вертикальными стенками?
Поверхность возможного обрушения
В С
T a Рассмотрим призму АВС
Q N С Q- вес призмы (разложим его на
h 2 составляющие T и N)
С sina=T/Q; ctga= ВС/h
a
А С- силы сцепления, действующие вдоль откоса
![]() |
T = Q sina; Q = g; Т =
— сдвигающая сила
sina= ; АС =
;
— удерживающая сила (
т.к. изменяются по закону
)
gо
ctga×sina —
= 0; gо
но a — мы приняли произвольно (sina — изменяется в пределах 0…1),
при max использовании сил сцепления:
hmax ® при a = 45 о ; sin2a = 1; Тогда
Пример. Пусть:
С = 0,1кг/м 2 = 1т/м 2 = 0,01Мпа = 0,01МН/м 2
g = 2т/м 3 = 20кН/м 3 = 20·10 -3 МН/м 3
hmax= 2 ´ 1 / 2 = 1м,следовательно откос будет устойчив при вертикальной стенке не более 1 м.
2-ой способ расчета:
– при sin 2a =max = 1
Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением.
j ¹ 0; С ¹ 0 (графо — аналитический метод расчета)
По круглоцилиндрической поверхности,
относительно центра вращения т..
Как рассчитать устойчивость такого откоса ?
hуст – коэффициент устойчивости
1.) откос делим на призмы;
2.) определяем вес каждой части – призмы – Qi;
4.) находим С и L – длину дуги.
Мудер.сил. = ; n — число призм
Мсдвиг.сил. = ; отсюда находим hуст
hуст =
Недостаток этого метода произвольное решение. (Точкой 0 мы задались произвольно). Необходимо найти наиболее опасный центр вращения, с hуст = min,т.е. наиболее вероятную поверхность обрушения.
Центры вращения – т. О располагаются на одной линии под Ð 36° на расстоянии 0,3 h.
Для всех точек О1 ,О2, О3 ,О4 …– строим поверхности скольжения – определяем h1 ,h2, h3, h4 …- откладываем их в масштабе, соединяем и графически находим hуст = min , т.е. наиболее вероятную поверхность обрушения, если при этом hуст > 1, то откос устойчив, в противном случае необходимо принимать меры по увеличению устойчивости откоса.
![]() |
![]() |
Прислоненный откос
![]() |
Еi — оползневое давление
Порядок расчета устойчивости откоса:
1. Разбиваем откос на ряд призм и рассматриваем равновесие каждой призмы с учетом бокового давления грунта.
2. Расчет начинаем с первого элемента (с верху). Если все элементы устойчивы, то откос устойчив.
Меры по увеличению устойчивости откосов.
Если откос не устойчив, необходимо принимать меры по увеличению его устойчивости: