Nmexpertiza.ru

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

Расчет устойчивости откосов котлованов

Geo Stab-расчет устойчивости откосов и котлованов.

Известно, что территории городов разрезана многочисленными оврагами. В настоящее время все меньше площадок остается в городах в их «равнинных частях», поэтому строительство зданий вблизи склонов и оврагов становится все более актуальной проблемой. Другая важная задача состоит в расчете бортов котлованов на общую устойчивость. Положение линии скольжения, точнее ее глубина залегания определяет глубину ограждающей конструкции (свай, шпунта, стены в грунте и т.д.), а также длину анкеров. Нужно написать доклад на заказ в спб ? Work5 поможет.. Расчет устойчивости откосов и ограждений котлованов является достаточно изученной задачей, решения которой приведены в многочисленной не только специализированной литературе, но и в учебниках для студентов. Между тем, практическое применение любого из известных методов (кругло цилиндрической поверхности, методы Терцаги, Соловьева, Чугаева, Шахунянца и др.) требуют трудоемких «ручных» вычислений, что делает их применение проблематичным в нашей быстротекущей жизни[2]. Именно по этим причинам специалистами была разработана компьютерная программа, реализующая метод расчета устойчивости откосов и котлованов. При всей простоте заложенного в нее метода, программа позволяет оперативно оценивать устойчивость различных земляных и подземных сооружений – склонов, откосов насыпей, бортов котлованов. Программа GeoStab предназначена для оценки общей устойчивости откосов или котлованов в условиях сложного геологического строения грунтового массива. Программа позволяет проводить расчет коэффициента запаса устойчивости, а также определять оползневое давление. Расчет коэффициента запаса устойчивости выполняется для призм с кругло цилиндрической поверхностью скольжения по методам: Феллениуса, касательных сил, Янбу, Бишопа, Моргенштерна-Прайса, Шахунянца. Расчет коэффициента запаса устойчивости выполняется для призм с поверхностью скольжения в виде ломанной линии по методам: касательных сил, Янбу, Моргенштерна-Прайса, Шахунянца. Оползневое давление рассчитывается по методу касательных сил и по методу Шахунянца. Коэффициент устойчивости и оползневое давление определяются с учетом следующих факторов: внешние нагрузки (сосредоточенные, распределенные силы, сейсмичность), анкеры (преднатяжение и сцепление по корню), нагели (сцепление по боковой поверхности), грунтовые воды[4]. Построение геометрической модели осуществляется при помощи встроенного CAD — редактора, кроме того существует возможность быстро задать расположение слоев по отсканированному геологическому разрезу или импортировать готовую геометрию из DXF — файла. Программа имеет встроенный справочник физико-механических свойств грунтов, основанный на СП 24.13330.2011 и позволяет создавать отчет в формате MS Word.

Программа GeoStab предназначена для оценки общей устойчивости откосов или котлованов в условиях сложного геологического строения грунтового массива. Программа позволяет проводить расчет коэффициента запаса устойчивости, а также определять оползневое давление. Расчет коэффициента запаса устойчивости выполняется для призм с кругло цилиндрической поверхностью скольжения по методам: Феллениуса, касательных сил, Янбу, Бишопа, Моргенштерна-Прайса, Шахунянца. Расчет коэффициента запаса устойчивости выполняется для призм с поверхностью скольжения в виде ломанной линии по методам: касательных сил, Янбу, Моргенштерна-Прайса, Шахунянца. Оползневое давление рассчитывается по методу касательных сил и по методу Шахунянца. Коэффициент устойчивости и оползневое давление определяются с учетом следующих факторов: внешние нагрузки (сосредоточенные, распределенные силы, сейсмичность), анкеры (преднатяжение и сцепление по корню), нагели (сцепление по боковой поверхности), грунтовые воды. Построение геометрической модели осуществляется при помощи встроенного CAD — редактора, кроме того существует возможность быстро задать расположение слоев по отсканированному геологическому разрезу или импортировать готовую геометрию из DXF — файла. Программа имеет встроенный справочник физико-механических свойств грунтов, основанный на СП 24.13330.2011 и позволяет создавать отчет в формате MS Word. Отличительной особенностью программы GeoStab является ее совместимость с программой GeoWall, что позволяет использовать одни исходные данные (геологическое строение грунтового массива, свойства грунтов, геометрию сооружения) и обмениваться результатами расчета. Это особенно важно при комплексном решении задачи устойчивости и прочности ограждения котлована. Как и в предыдущем случае, программа не требует специальной подготовки для пользователя. Это достигается ее простотой и удобством интерфейса, что в конечном итоге способствует быстрой адаптации пользователя. Программа позволяет пользователю задавать произвольное количество слоёв грунта с различными характеристиками, такими как мощность слоя, удельный вес, сцепление и угол внутреннего трения. Данный файл может быть сохранен и использован для дальнейших расчётов. Для удобства пользователя предусмотрена функция заполнения физико-механических свойств грунта средними значениями из справочника. Программа позволяет загружать созданный ранее файл с данными геологических изысканий. Данный файл доступен для редактирования в процессе работы. После заполнения геологии программа визуализирует данную информацию. После задания характеристик грунта пользователь определяет глубину котлована (склона, откоса насыпи). В программе GeoStab имеется возможность при расчете устойчивости котлована учитывать ограждающую конструкцию и анкера. У ограждающей конструкции задается ее длина, у анкеров – свободная длина, длина корня анкера, угол наклона, глубина расположения устья и усилие натяжения. Все конструкции графически отображаются на экране. Пользователь может выполнить 3 типа расчета: 1. Расчет устойчивости по заданной поверхности скольжения – вычисляется коэффициент запаса устойчивости по заданному пользователем кругу обрушения. 2. Поиск поверхности скольжения по заданному центру круга обрушения – подбирается радиус круга обрушения с минимальным коэффициентом запаса. 3. Поиск поверхности скольжения с минимальным коэффициентом запаса устойчивости. В заданной пользователем области производится перебор точек центра и радиусов круга обрушения и определяются значения, соответствующие минимальному коэффициенту запаса устойчивости. Значения центра и радиуса круга обрушения можно вводить либо с клавиатуры, либо мышкой. После выполнения расчета на экран выводится информация о результатах расчета и отображается поверхность скольжения. Программа позволяет сохранить графическую информацию либо в буфер обмена или в виде графического файла. Программа GeoStab позволяет создавать отчёт о результатах расчета и сохранять его на диск в виде текстового файла. Интуитивный интерфейс облегчат работу начинающего пользователя. Именно поэтому авторы надеются, что данная программа получит широкое распространение.

Читать еще:  Входные двери откосы утеплители

ПроСопромат.ру

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Устойчивость откосов идеально сыпучего тела (грунта) (с=0, φ≠0)

Необходимость расчета устойчивости откосов появляется не только при строительстве дорожных насыпей и выемок, строительных котлованов, но и при решении проблемы захоронения бытовых и промышленных отходов. При разработке котлованов для захоронения отходов, вертикальной планировке площадок с уступами приходится оценивать устойчивость массивов грунтов в откосах. Устройство пологих откосов резко удорожает строительство. Крутые откосы могут привести к аварии. Нужно уметь определять оптимальную крутизну откосов хранилищ.

Идеально сыпучее тело характеризуется отсутствием сцепления (с=0). Рассмотрим откос с углом заложения α и углом внутреннего трения φ песка, слагающего откос:

Рис 1.

Исследуем условия равновесия частицы грунта А, свободно лежащей на поверхности откоса. Вес частицы F разложим на нормальную N и касательную составляющую Т, стремящуюся сдвинуть частицу вниз. Грунт обладает только внутренним трением, поэтому устойчивость (неподвижность) частицы будет обеспечена, пока сдвигающая сила Т будет равна удерживающей силе трения Т′=f∙N или меньше ее.

Учитывая, что N=F∙cosα, T=F∙sinα, из уравнения проекций на наклонную грань следует:

F∙sinα=f∙Fcosα, откуда tgα=f. Но коэффициент трения f=tgφ. Значит α=φ, то есть предельный угол откоса сыпучих грунтов равен углу внутреннего трения, отождествляемому часто с углом естественного откоса.

Для обеспечения устойчивости откоса сила, удерживающая частицы А, должна быть больше сдвигающих сил: Т≤Т′.

Если обозначить коэффициент надежности γn, тогда это условие примет вид:

γntgα≤ tgφ. Обычно принимают γn=1,1÷1,2.

Если уровень подземных вод в массиве сыпучего грунта находится выше подошвы откоса, возникает фильтрационный поток, выходящий на поверхность откоса. В грунте возникает гидродинамическое давление, что приводит к уменьшению устойчивости откоса (рис.1, б). Поэтому, рассматривая равновесие частицы А на поверхности откоса, к сдвигающей силе необходимо добавить гидродинамическую составляющую D=γв∙n∙i, где:

Читать еще:  Обратная засыпка котлована с откосами

γв – удельный вес воды,

n – пористость грунта,

i – градиент напора.

В точке выхода воды через поверхность откоса действуют силы D и F, которые приводят к равнодействующей R. Эта сила отклонена от вертикали на угол β. В этом случае условие устойчивости откоса примет вид:

γntgα≤ tg (φ- β).

Расчет устойчивости откосов

Вы будете перенаправлены на Автор24

Угол естественного откоса

Угол естественного откоса – это угол, при котором неукрепленный каким-либо образом откос песчаного грунта может сохранять равновесие или угол наклона поверхности грунта в свободно насыпанном состоянии (без уплотнения) к горизонтальной плоскости.

Следует отметить, что определение угла естественного откоса грунта имеет важное значение при проектировании различных грунтовых сооружений, например:

  • насыпные плотины;
  • намывные плотины;
  • котлованы;
  • дамбы и т.д.

Значения угла естественного откоса вычисляются также для проведения мероприятий по их укреплению.

Сущность расчета

Под откосом понимается поверхность, образованная в ходе хозяйственной деятельности человека. Такая поверхность ограничивает природный горизонтальный массив либо искусственно возведенную выемку (либо насыпь).

Склоном обычно называют откос, образованный природным путем, т.е. поверхность, ограничивающую массив грунта естественного сложения. При неблагоприятных сочетаниях разнородных факторов массив грунта, ограниченный склоном или откосом может перейти в неустойчивое состояние и потерять равновесие.

К основным причинам потери устойчивости грунтовых откосов относят:

  • устройство непозволительно крутого откоса или подрезка склона, находившегося в состоянии, приближающемся к предельному;
  • увеличение внешних нагрузок (возведение зданий или сооружений в непосредственной близости, складирование материалов вблизи откосов и т.д.);
  • неправильное определение расчетных характеристик грунта или снижение его сопротивления сдвигу вследствие повышения влажности;
  • воздействие гидродинамического давления, сейсмических сил или динамических воздействий различной природы (движение техники, забивка свай, работы промышленного оборудования и т.д.).

Для обеспечения устойчивости откосов в первую очередь необходимо назначить угол его заложения, т.е. угол между горизонтальной площадкой и наклонной поверхностью. Одним из наиболее распространенных способов расчета угла заложения и оценки устойчивости откосов насыпей и естественных склонов является метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Сущность данного метода заключается в получении данных о форме поверхностей скольжения при оползнях вращения опытным путем.

Готовые работы на аналогичную тему

Главная задача расчета заключается в определении коэффициента устойчивости откоса выемки (или насыпи) для максимально опасной поверхности скольжения.

Основные параметры расчета

В случаях, когда сопротивление частиц сдвигу определяется исключительно силами трения, угол естественного откоса совпадает с углом внутреннего трения (φ = φ0). Однако, в реальном проектировании сопротивление грунта сдвигу зависит от множества факторов (например, от зацепления частиц).

Таким образом, величина силы трения будет определяться по формуле:

φ = φт + φз + φс + …

φт – составляющая, привносимая за счет сил трения, φз – то же, за счет зацепления, φс – то же, за счет среза частиц.

Следует заметить, что составляющая φт в большей мере зависит от минерального состава грунта, а также от наличия поверхностных пленок. Составляющая φз зависит от окатанности и формы частиц грунта.

Угол естественного откоса является легко определяемой и весьма удобной для последующих расчетов характеристикой прочности несвязных грунтов. Вышеописанный способ актуален для определения величины внутреннего трения сыпучих грунтов (например, чистых песков). Следует заметить, что при помощи такой методики можно определить угол внутреннего трения лишь приближенно. В чистых песках величина угла внутреннего трения приближенно равна углу естественного откоса.

На практике угол естественного откоса определяют на приборе УВТ, состоящем из металлического столика-поддона, резервуара и обоймы. Поддон закрепляется на трех опорах и перфорируется небольшими отверстиями для водонасыщения грунта. Шкала, предусмотренная в центре столика, имеет деления от 5 до 45 градусов. В соответствии с этой шкалой и определяется угол естественного откоса.

Читать еще:  Вуз как откос от армии

Если требуется определить угол естественного откоса грунта в воздушно-сухом состоянии, на столик устанавливают обойму, в которую насыпается песок до полного заполнения. После заполнения песок незначительно уплотняется. После этого обойму вертикально поднимают и по вершине образовавшегося конуса берут отсчет по вышеупомянутой шкале.

Данный опыт повторяют трижды, после чего определяют среднее арифметическое значение. Расхождение между повторениями не должно превышать 1 градус.

Если требуется определить угол естественного откоса грунта в водонасыщенном состоянии, то после заполнения обоймы грунтом резервуар заполняют водой. После полного насыщения пробы определяется угол естественного откоса вышеописанным методом.

На значение угла естественного откоса несвязных грунтов влияет однородность гранулометрического состава. Например, монодисперсные грунты, как правило, обладают большими значениями φ, чем полидисперсные грунты с аналогичным минеральным составом. Так происходит потому, что в смеси небольшие частицы заполняют образующиеся промежутки между крупными, что облегчает их смешение по поверхностям откосов.

Большое влияние на трение также оказывает количество воды в грунте (ее присутствие снижает значение φ). В песчаных грунтах повышенная влажность значительно снижает угол внутреннего трения.

Практический курс: расчет котлованов и откосов. Технологии укрепления грунтов

Код 28287

  • О мероприятии
  • Преподаватели
  • Отзывы
  • Также по теме

для руководителей и специалистов строительных и проектных организаций.

  1. Технология струйной цементации грунтов:
    • описание различных вариантов технологии (Jet1, Jet2, Jet3, SuperJet, CrossJet);
    • определение диаметра колонн в различных грунтах;
    • расход цемента и различных добавок;
    • порядок проектирования струйной цементации;
    • определение расчетных параметров (прочность, модуль деформации);
    • описание технологических параметров;
    • контроль качества выполненных работ;
    • опыт применения технологии для укрепления грунтов в основании зданий и для проходки тоннелей, ограждения котлованов, устройства противофильтрационных завес, усиления фундаментов.
  2. Расчет ограждений котлованов с анкерами и распорной системой:
    • основы расчета ограждения котлованов (понятие различных активных, пассивных давлений, давление в состоянии покоя, пластические деформации грунта);
    • принципы проектирования ограждения котлованов (расчет шага и длины свай, подбор армирующего элемента);
    • расчет ограждений котлованов различного типа («стена в грунте», из буровых свай, из труб, шпунт) на прочность;
    • принципы проектирования анкеров (назначение шага анкеров, угла наклона);
    • расчет грунтовых анкеров по несущей способности по грунту и по материалу по нескольким методикам;
    • мастер-класс по расчету ограждения котлованов в программе GeoWall.
  3. Экскурсия на объекты. Для желающих будет организована экскурсия на объект с применением технологии струйной цементации грунтов или устройством грунтовых анкеров.
  4. Расчет устойчивости откосов:
    • методы расчета устойчивости откосов;
    • методы крепления откосов анкерами, нагелями;
    • использование геосинтетических материалов для крепления откосов;
    • мастер-класс по расчету устойчивости откосов в программе GeoStab.

В рамках семинара планируется обзор и рассмотрение как теоретических основ, так и практических навыков работы в программном комплексе.

Семинары проводят руководители отделов, имеющие практический опыт проектирования подземных конструкций 5-10 лет, имеющие ученую степень кандидата технических наук, а также разработчики программ.

«ИнжПроектСтрой»:

  • Малинин Павел Алексеевич — технический директор, член Российского общества по механике грунтов и геотехнике и фундаментостроению (РОМГГиФ), опыт проектирования и выполнения работ в геотехнике 15 лет;
  • Струнин Павел Владимирович — руководитель проектного отдела, к.т.н., опыт работы — 7 лет;
  • Салмин Игорь — руководитель отдела разработки геотехнических программ, опыт работы 5 лет;
  • Резяпкин Иван Павлович — ведущий инженер «МИАКОМ», Москва.

Для участников семинара:
обучение по программе с выдачей Удостоверения;
комплект информационно-справочных материалов;
экскурсионная программа;
обеды (шведский стол) и кофе-паузы в ресторане.

ВНИМАНИЕ!
Участие в семинаре может быть оформлено в соответствии с требованиями 44-ФЗ и 223-ФЗ
По вопросам участия нашей организации в государственных и муниципальных закупках обращаться по телефонам: (812) 331-88-88 или 8-921-878-45-93.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector