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:

f_вн=0.75´tgj_осн=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+ST_уд)/(SТ_сдв+Д)

где N-нормальная составляющая силы собственного веса каждого отсека Q_i;

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 к_min=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:

к_min=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 )

g_о ctga×sina — = 0; g_о

но a — мы приняли произвольно (sina — изменяется в пределах 0…1),

при max использовании сил сцепления:

h_max ® 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

h_max= 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 ?

h_уст – коэффициент устойчивости

1.) откос делим на призмы;

2.) определяем вес каждой части – призмы – Q_i;

4.) находим С и L – длину дуги.

М_{удер.сил.} = ; n — число призм

М_{сдвиг.сил.} = ; отсюда находим h_уст

h_уст =

Недостаток этого метода произвольное решение. (Точкой 0 мы задались произвольно). Необходимо найти наиболее опасный центр вращения, с h_уст = 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 О_{1 ,}О_2, О_{3 ,}О₄ …– строим поверхности скольжения – определяем h_{1 ,}h_2, h_3, h₄ …- откладываем их в масштабе, соединяем и графически находим h_{уст =} min , т.е. наиболее вероятную поверхность обрушения, если при этом h_уст > 1, то откос устойчив, в противном случае необходимо принимать меры по увеличению устойчивости откоса.

Прислоненный откос

Е_i — 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: