Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пример расчета устойчивости откоса насыпи

17.4. Расчет устойчивости откосов подтопляемых насыпей

Потеря устойчивости откосов высоких подтопляемых пойменных насыпей и глубоких выемок на спусках в долину реки является одним из наиболее распространенных видов деформаций земляного полотна на мостовых переходах. Поэтому проверка устойчивости откосов земляного полотна на подходах к мостам — обычная задача для инженера-дорожника, а выполняемые при этом геотехнические расчеты — обязательная часть обоснования проектов мостовых переходов.

При расчетах устойчивости откосов исходят из следующих возможных схем их обрушения:

если грунт земляного полотна однороден или отдельные его слои мало отличаются по прочностным показателям, смещение оползающего массива происходит по образующейся в грунте криволинейной поверхности скольжения;

если грунт земляного полотна имеет неоднородные напластования (откосы глубоких выемок на спусках в долину реки), резко различающиеся по прочностным показателям, смещение грунтовых массивов может происходить по фиксированным поверхностями раздела между слоями.

Наиболее опасными и часто встречающимися случаями являются обрушения откосов по криволинейным поверхностям скольжения. Как показывают наблюдения, откосы насыпей обрушаются по поверхностям скольжения, близким по Форме к кругло-цилиндрическим (рис. 17.6).

Рис. 17.6. Положения опасных кривых скольжения при различных грунтах основания: а -устойчивых; б -слабых; Lск — расчетная длина скольжения; z — глубина трещины

Обрушению откоса всегда предшествует появление вертикальной трещины обрушения, параллельной бровке земляного полотна (трещины Терцаги). В зависимости от свойств грунтового основания насыпи возможны два вида обрушения:

при достаточно устойчивых грунтах основания поверхность обрушения обычно проходит через подошву откоса насыпи (см. рис. 17.6, а);

в случае слабого грунтового основания поверхность обрушения может заходить в пределы слабого слоя и распространяться за пределы подошвы откоса насыпи (см. рис. 17.6, б).

Устойчивость откоса насыпи оказывается обеспеченной лишь в том случае, если сумма всех сил. сдвигающих массив обрушения (или их моментов относительно оси вращения), оказывается меньше сил (или их моментов), его удерживающих, т.е. при коэффициенте устойчивости Кр ³ 1. Однако, учитывая некоторую погрешность методов расчета, погрешность исходных данных, неучет фактических условий работы (например, динамические воздействия подвижного состава) и т.д., с инженерной точки зрения, устойчивость откоса считается обеспеченной, если расчетный коэффициент устойчивости (17.6) оказывается равным нормативному Кн, или больше его:

(17.6)

Нормативный коэффициент устойчивости определяют:

К1 — коэффициент, учитывающий степень достоверности данных о характеристиках грунтов: К1 = 1 при большом количестве испытаний образцов; К1= 1,05 при испытании менее 5 образцов; К1 = 1,1 при испытании менее 3 образцов;

К2 — коэффициент, учитывающий категорию дороги: К2 = 1,03 — для дорог I и II; К2 = 1 — для дорог — III-V категорий;

К3 — коэффициент, учитывающий степень ущерба для народного хозяйства в случае аварии сооружения: К3 = 1,2, если разрушение представляет опасность для движения либо вызывает перерыв движения более чем на 1 сут; К3 = 1,1, если ожидаемый перерыв движения менее 1 сут; К3 = 1, если нарушение устойчивости вызывает снижение скоростей движения или нарушает работу водоотводных устройств;

К4 — коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям: К4 = 1,05, если расчет ведется методом попыток; К4 = 1, если плоскость ослабления грунтового массива ясно выражена и грунт однороден;

К5 — коэффициент, учитывающий вид грунта и его работу в сооружении: К5 = 1,03 — для песчаных грунтов; К5 = 1,05 — для глинистых грунтов;

Км — коэффициент, учитывающий особенности метода расчета: Км = 1 при расчетах по Терцаги — Крею и Шахунянцу; Км = 0,8 — по Маслову — Береру.

Для сухих откосов земляного полотна появление сдвигающих сил обусловлено собственным весом обрушающегося массива и временной нагрузкой от подвижного состава. Для периодически подтопляемых насыпей подходов к мостам возникает дополнительное гидродинамическое давление в результате давления и трения о поверхность грунтовых частиц воды, просачивающейся из водонасыщенной насыпи после падения уровней высоких вод на спаде паводка (рис. 17.7).

Читать еще:  Откосы для дверей гкл

Рис. 17.7. Схема к расчету устойчивости откосов подтопляемой насыпи: 1 — сухой грунт; 2 — ось насыпи; 3 — водонасыщенный грунт; J — градиент грунтовых вод; D — гидродинамическое давление

Физическая природа сил, удерживающих массив обрушения, заключается в наличии сил внутреннего трения грунта Рtgj и сцепления с. В общем случае земляное полотно может быть представлено многослойной системой, характеризуемой наличием одного или нескольких геологических слоев с различными физико-механическими свойствами (объемный вес, силы внутреннего трения, сцепление), при этом, для водонасыщенной насыпи один и тот же грунт будет обладать разными физико-механическими показателями выше и ниже кривой депрессии. Так, для грунта ниже уровня грунтовых вод объемный вес определяют с учетом сил взвешивания, а сцепление принимают меньшим, чем для грунта сухой части насыпи.

Задача оценки устойчивости откосов земляного полотна сводится к отысканию такого положения центра критической кривой скольжения, при котором коэффициент устойчивости откоса будет наименьшим. Ни один из известных методов расчета устойчивости откосов не дает сразу точного положения центра наиболее опасной кривой скольжения, который может быть найден лишь методом последовательных приближений. При компьютерных расчетах устойчивости вопрос многодельности таких расчетов снимается.

В практике проектирования автомобильных дорог и мостовых переходов наибольшее распространение получил метод оценки устойчивости откосов шведского ученого Феллениуса, согласно которому центры наиболее опасных кривых скольжения располагаются вблизи прямой, проходящей через точки А и В, получаемой построением согласно рис. 17.8 и табл. 17.2.

Рис. 17.8. Схема к определению положения центра критической кривой скольжения: р — распределенная нагрузка; Н — высота насыпы; Р — вес; N — нормальная сила; Т — сдвигающая сила; I-IX — расчетные отсеки

Справка

Инструменты сайта

Боковая панель

Разделы:

Коллективная работа:

Проектирование площадок:

Создание площадных картограмм:

Оценка устойчивости откосов:

Землеотвод:

Ввод водопропускных труб:

Распределение земляных масс:

Лазерное сканирование:

Загрузка интернет карт:

Загрузка кадастровых данных:

Создание чертежей пересекаемых коммуникаций:

Работа с макетами чертежей:

Работа с макетом чертежа поперечного профиля:

Редактирование шаблона макета:

Работа в режиме Редактирование макета:

Работа с макетом чертежа продольного профиля:

Связные документы

Работа с комментариями

Приложение А. Способы подсчета объемов:

Приложение Б. Формат шаблона чертежа продольного профиля:

Приложение В. Формат шаблона чертежа поперечного профиля:

Приложение Г. Создание и редактирование шаблонов выходных ведомостей:

Приложение Д. Перечень стандартных кодов и переменных конструкций поперечного профиля автомобильной дороги:

Приложение Е. Библиотека семантических объетов:

Приложение Ж. Редактирование динамических выходных ведомостей (в разработке).

Смотри также:

Содержание

Задание исходных данных и выполнение расчета

Исходными данными для оценки устойчивости откосов являются:

Для задания всех необходимых параметров и выполнения оценки устойчивости:

Выберите меню Задачи – Устойчивость откосов – Исходные данные, откроется диалоговое окно, состоящее из нескольких вкладок:

Далее рассмотрим основные вкладки данного окна.

Поле Участки

В левой части окна задаются пикетажные участки, для которых назначаются все исходные данные расчета (данные по нагрузке, характеристики грунтов и дополнительных материалов).

С помощью соответствующих кнопок имеется возможность добавить, изменить или удалить участки:

Ряд опции для участков доступен через контекстное меню, для этого нажмите правой кнопкой мыши на участке:

Опция Разбить позволяет разделить по середине один пикетажный участок на два. Опция Удалить, позволяет удалить данный участок.

Вкладка Общие данные

На данной вкладке задаются параметры, которые определяют границы расчета устойчивости на поперечниках, а также расположение и величина распределенной нагрузки:

В выпадающем списке Положение участка расчета выбирается один из вариантов определения расчетного участка на поперечниках, на которых будет производиться оценка устойчивости.

Читать еще:  Откос определение по снип

В зависимости от выбранной опции, в верхней части данного окна будет отображаться схема, на которой, для наглядности, показан участок расчета и все задаваемые параметры.

Для более точного расчета устойчивости только правой или только левой части поперечника выберите положение участка Только справа или Только слева соответственно.

Для более точного расчета устойчивости одновременно и левой и правой части поперечника выберите положение участка Слева и справа вместе.

В отличие от участка расчета Слева и справа вместе, выбор схемы Один общий участок позволяет более быстро произвести оценку устойчивости одновременно и левой и правой части поперечника, но с меньшей точностью.

В полях Код слева Код справа задаются коды узлов проектного поперечника, для назначения границ оценки устойчивости.

В полях Код нагрузки слева Код нагрузки справа задаются коды узлов проектного поперечника, для определения положения распределенной нагрузки. Также, в соответствующем поле задается ее величина, в кН/м.

В поле Отступ от края проектного поперечника задается расстояние, которое отсчитывается от границ проектного поперечника (одинаковое слева и справа) и определяет крайние границы участка расчета устойчивости откосов.

Вкладка Грунты и материалы

На данной вкладке содержится список грунтов всей трассы, с их расчетными характеристиками (Удельный вес, Угол внутреннего трения и Сцепление), включая эти же характеристики в водонасыщенном состоянии.

Данный список грунтов и их характеристики заполняется автоматически, по таблице грунтов текущего подобъекта, при первичном открытии данного окна, а также при добавлении нового пикетажного Участка.

Для открытия таблицы Грунтов на текущем подобъекте и изменения или задания расчетных характеристик:

1.Выберите меню Задачи – Геология – Грунты, в открывшемся окне выделите грунт и нажмите на панели соответствующую кнопку :

2. Для того чтобы каждый раз в новом проекте или на трассе не задавать расчетные характеристики грунтов в таблице текущего подобъекта (см. выше п.1), характеристики могут быть заданы в Библиотеке шаблонов грунтов, для ее открытия выберите меню Сервис – Библиотека шаблонов грунтов:

Список по умолчанию добавленных наименований грунтов, а также их расчетные характеристики при необходимости могут быть изменены.

Для добавления или удаления элементов используются соответствующие кнопки на панели данного окна:

При необходимости обновления в данной таблице характеристик грунтов, в случае изменения геологических данных, а также назначения характеристик для нового добавленного элемента, в соответствии с таблицей грунтов текущего подобъекта:

Грунт с наименованием Насыпь, по умолчанию автоматически добавляется в общий список грунтов, для упрощения дальнейшего задания исходных данных. В частности, на вкладке Контуры поперечника, грунт Насыпь автоматически назначается в соответствии с рядом кодов объемов поперечника.

Вкладка Контуры поперечника

Данная вкладка содержит список всех стандартных кодов объемов (конструкция Объем), которые могут присутствовать на поперечниках.

Каждый контур объема поперечника, в зависимости от выбранной опции в столбце Тип, может быть учтен при расчете устойчивости откосов, либо в качестве нагрузки, либо в качестве материала.

В случае, если для кода объема поперечника выбран тип – Нагрузка, то данный контур в расчете устойчивости будет учитываться как распределенная нагрузка. Величина нагрузки будет равна площади этого контура на поперечнике, умноженная на удельный вес соответствующего грунта, который назначается в столбце Материал слоя.

В случае, если для кода объема поперечника выбран тип – Материал, то данный контур в расчете устойчивости будет учитываться именно как массив грунта, в котором производиться подсчет соотношения сдвигающих и удерживающих сил.

В поле Коды контуров выемки задаются номера кодов, которые при расчете устойчивости должны быть исключены.

Читать еще:  Плитка мозаика для откосов

Вкладка Геосинтетика

При расчете устойчивости могут учитываться геосинтетические прослойки. На данной вкладке задаются их расчетные характеристики:

Армирующие прослойки учитываются в зависимости от значения прочности, которое может быть определено по данным испытаний (в поле Данные испытаний установлен признак -Да), и задано числовым значением в соответствующем столбце (Прочность по данным испытаний), или рассчитана исходя из заданной кратковременной прочности и коэффициента ползучести, (согласно ОДМ 218.5.003 -2010, форм 8.1):

При расчете устойчивости, армирующие прослойки учитываются в каждой точке пересечения с кривой скольжения, т.е. в данных точках рассчитываются удерживающие силы (исходя из значения прочности армирующей прослой и направления вектора), сумма которых добавляется к удерживающим моментам:

Задав на вкладках окна Исходные данные все необходимые характеристики нажмите ОК, в результате в окне Поперечник отобразится результат расчета устойчивости:

В качестве заливки отображены зоны различных значений коэффициентов устойчивости, показана критическая кривая скольжения и соответствующее ей значение коэффициента устойчивости, в верхнем левом углу данного окна.

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector