Dessadecor-nn.ru

Журнал Dessadecor-NN
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как посчитать устойчивость откоса

Лекции по Основаниям и фундаментам. DOC / Устойчивость 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.

– Увеличение крутизны откоса (подмыв берегов реки)

– Увеличение нагрузки на откос (строительство на бровке)

– Обводнение грунтов (уменьшение механических характеристик: С; и увеличение объемного веса грунта )

— Деятельность строителей (устройство котлованов, выработок с вертикальными стенками)

Виды оползней

Оползни по поверхности в глубине массива (в движение приходит весь массив грунта в целом, характерно для грунтов, обладающих трением и сцеплением)

Сползание по поверхности откоса (осыпь) (характерно для песчаного грунта)

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  должен быть равен 90- — т.е. откос должен быть положе.

Гидродинамическое давление воды возникает в момент откачки воды из котлована.

Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением.

= 0 (жирные глины)

С – составляет основную прочность откосов

На какую глубину (h) можно откопать котлован с вертикальными стенками?

Поверхность возможного обрушения

В С

T  Рассмотрим призму АВС

Q N С Q- вес призмы (разложим его на

h 2 составляющие T и N)

С sin=T/Q; ctg= ВС/h

А С- силы сцепления, действующие вдоль откоса

T = Q sin; Q =; Т = — сдвигающая сила

sin=; АС = ; — удерживающая сила ( т.к. изменяются по закону )

оctgsin — = 0; о

но  — мы приняли произвольно (sin — изменяется в пределах 0…1),

ри max использовании сил сцепления:

hmax  при  = 45 о ; sin2 = 1; Тогда

Пример. Пусть:

С = 0,1кг/м 2 = 1т/м 2 = 0,01Мпа = 0,01МН/м 2

 = 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 2 =max = 1

Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением.

  0; С  0 (графо — аналитический метод расчета)

усть обрушение откоса происходит

По круглоцилиндрической поверхности,

относительно центра вращения т..

Как рассчитать устойчивость такого откоса ?

уст – коэффициент устойчивости

откос делим на призмы;

определяем вес каждой части – призмы – Qi;

находим С и L – длину дуги.

Мудер.сил. = ; n — число призм

Мсдвиг.сил. = ; отсюда находим уст

уст =

Недостаток этого метода произвольное решение. (Точкой 0 мы задались произвольно). Необходимо найти наиболее опасный центр вращения, с уст = min, т.е. наиболее вероятную поверхность обрушения.

Центры вращения – т. О располагаются на одной линии под  36 на расстоянии 0,3 h.

Для всех точек О1 ,О2, О3 ,О4 …– строим поверхности скольжения – определяем 1 ,2,3,4 …- откладываем их в масштабе, соединяем и графически находим уст = min , т.е. наиболее вероятную поверхность обрушения, если при этом уст > 1, то откос устойчив, в противном случае необходимо принимать меры по увеличению устойчивости откоса.

CADmaster

PLAXIS — геотехнические расчеты

Скачать статью в формате PDF — 480.6 Кбайт

Главная » CADmaster №1(11) 2002 » Изыскания, генплан и транспорт PLAXIS — геотехнические расчеты

Инженерный анализ — завершающий этап любого строительного проекта, определяющий надежность и качество возводимого объекта. Рынок программ для инженерных расчетов предлагает достаточно много как российских, так и зарубежных разработок, позволяющих с высокой степенью достоверности выполнять расчеты несущих конструкций в их надземной части.

К сожалению, куда меньше освоена область связанных с геотехнической инженерией расчетов, в основу которых положены процессы моделирования грунтов, взаимодействия между конструкциями и грунтами. Качественных, понятных и удобных программ для профессионалов здесь пока немного.

Читать еще:  Откосы своими руками план

Эта статья представляет собой краткий обзор комплекса программ компании PLAXIS BV, предназначенных для выполнения конечно-элементного анализа деформаций и устойчивости конструкций в проектах, связанных с геотехнической инженерией.

История создания

«Биография» PLAXIS достаточно интересна и при этом сильно отличается от традиционной истории развития коммерческого ПО. В разработке, продвижении и внедрении программы участвовали специалисты крупных университетов, деятели государственных учреждений и коммерческих компаний. В результате получился многофунциональный и удобный для расчетов продукт, динамически развивающийся и сейчас.

В 70-е годы написанная на Фортране и работавшая на больших компьютерах (мейнфреймах) программа — тогда ее называли ELPLAST — разрабатывалась Питером Вермеером (Pieter Vermeer) из Делфтского университета технологии. ELPLAST могла осуществлять двумерные упруго-пластические вычисления на основе наборов шестиузловых треугольников.

Дальнейшие исследования в рамках проекта, проведенные аспирантами Вермеера и специалистами из других университетов, значительно расширили возможности программы: теперь с ее помощью решались, например, вопросы осесимметрии, нелинейного анализа почв, структурных элементов.

Первая версия для ПК появилась в 1987 году. Когда же с выходом пятой версии программы стала очевидной необходимость ее коммерческого продвижения, была создана компания PLAXIS BV. Основной своей целью компания называет создание программного обеспечения с интуитивно понятным интерфейсом для точных и высококачественных геотехнических расчетов, базирующихся на конечно-элементном методе. Развивая и совершенствуя программу, разработчики тесно сотрудничают и с университетами, и с фирмами — PLAXIS стал своего рода связующим звеном между теоретическими исследованиями и практической работой.

Вплоть до седьмой версии программа оставалась DOS-приложением, но в Windows-версию PLAXIS 7 введены графические элементы, неструктурированная сетка и ряд других существенных черт.

Седьмая версия поменяла акценты самой философии проекта: PLAXIS, представлявший собой пакет конечно-элементного анализа, ориентированный на достаточно узкий круг специалистов, становится практическим инженерным инструментом, который может и должен использоваться в строительстве.

Конечно, это не единственная программа для выполнения конечно-элементного анализа в области механики грунтов: существуют, например, ABAQUS, ANSYS, ZSOIL. Однако, как считают специалисты, PLAXIS выгодно отличается от них простым пользовательским интерфейсом, высокой точностью расчетов и очень доступной ценой.

Назначение и состав программы

PLAXIS предназначен главным образом для проектных организаций и высших учебных заведений. Это мощный, удобный инструмент и для исследований, и для практического применения в сфере промышленного и гражданского строительства.

PLAXIS может быть применен для решения большинства задач в сфере традиционной механики грунтов. Он охватывает вопросы закладки и возведения фундаментов, земляных работ (устройство котлованов, траншей строительства подпорных стен, расчетов устойчивости откосов, расчетов дорожной насыпи (в том числе и на динамическое воздействие), инфильтрации, прокладки тоннелей. Программа используется как для расчета отдельных элементов, так и для комплексных вычислений.

Программные продукты фирмы PLAXIS BV представлены следующими расчетными пакетами:

  • PLAXIS Professional — пакет, предназначенный для двумерного конечно-элементного анализа деформаций и устойчивости в проектах, связанных с геотехнической инженерией.
  • PLAXIS Dynamics module — дополнение к Plaxis Professional, расширяющее возможности последнего при моделировании динамических воздействий.
  • PLAXIS 3D Tunnel — геотехнический пакет, разработанный специально для конечно-элементного трехмерного анализа деформаций и устойчивости при проектировании тоннелей.

Теперь рассмотрим основные возможности программ, их структуру, методы расчетов.

Начало работы

При проведении геотехнических расчетов необходимо наличие основных почвенных моделей для имитации нелинейного и нестационарного поведения почв. При этом следует обязательно учитывать и сам субстрат почвы как таковой, гидростатическое и негидростатическое поровое давление в ней. Таким образом, основной акцент делается именно на взаимодействии почвы и тех сооружений, которые могут быть возведены на данном участке.

Входные данные

Ввод геометрии слоев грунта, конструкции, нагрузок и граничных условий базируется на CAD-процедурах черчения, которые обеспечивают подробное и точное моделирование реальной ситуации. Для ввода геометрии в PLAXIS представлены такие элементы, как балка, шарнир, контактные поверхности, анкеры, геотекстиль (георешетки), тоннели, граничные условия, нагрузки.

Из созданной геометрической модели программа в автоматическом режиме генерирует неструктурированную конечно-элементную сетку с возможностью глобального и локального изменения ее плотности. Использование в модели элементов высокого порядка полезно для равномерного распределения напряжений в грунте и точного предсказания недопустимых нагрузок. Пользователю предоставлен выбор между 6-узловыми и 15-узловыми элементами, что можно с успехом использовать в осесимметричном анализе.

Читать еще:  Монтаж сайдинга с утеплителем откос

Модели грунтов

Самая простая из используемых в PLAXIS моделей грунтов — модель Кулона-Мора. Эта нелинейная модель базируется на параметрах грунтов, которые в большинстве случаев известны. Модель Кулона-Мора может применяться, например, для вычислений реальных конечных нагрузок кольцевых фундаментов, коротких свай, а также для расчета запаса прочности. Модель рыхлых грунтов используется для точного анализа логарифмической работы на сжатие нормально консолидированного рыхлого грунта. Модель мягких ползучих грунтов — это усовершенствованная версия модели мягких грунтов, включающая моделирование второй стадии ползучести. Твердая модель применяется для более твердых грунтов — таких, как сверхконсолидированные глины и пески. Здесь используется упруго-пластичный тип гиперболической модели.

Для генерации устойчивого состояния порового давления существует два альтернативных подхода:

  • анализ потока подземных вод, где комплексное распределение порового давления может генерироваться на основе двумерного анализа течения грунтовых вод;
  • уровень грунтовых вод. В простых случаях мультилинейное поровое давление может быть сгенерировано непосредственно на основе уровня грунтовых вод. Для каждого слоя почвы можно выделить различные уровни грунтовых вод. Более того, поровое давление в слое может быть интерполировано от порового давления в смежных слоях грунта.

При моделировании проницаемых песков и почти непроницаемых глин PLAXIS различает дренированные и недренированные грунты. Избыточное поровое давление определяется при расчете пластичности, когда недренированный слой грунта подвергается нагрузке. Нагрузки на недренированные грунты часто являются решающими для устойчивости геотехнических сооружений. В случаях недостаточной устойчивости для уменьшения избыточного порового давления требуется ввод вспомогательных периодов консолидации.

Расчетные возможности

PLAXIS предлагает различные виды расчетов: расчет пластичности, анализ консолидации и анализ усовершенствованной конечно-элементной сетки. Расчетные фазы для каждого проекта могут определяться непосредственно перед выполнением вычислений.

Расчет пластичности. Коэффициенты нагрузки используются для активизации установленных нагрузок (сосредоточенных или распределенных), установленных перемещений, веса и усадки грунта (для моделирования щитовой проходки тоннелей). Предусмотрена возможность моделировать процесс строительства.

Поэтапное возведение. Активизируя и деактивизируя группы элементов, пользователь может моделировать процесс строительства и экскавации. Эта процедура позволяет дать реалистическую оценку напряжений и перемещений, вызванных, например, строительством земляных дамб или котлованов для фундаментов глубокого заложения. Опция этапного конструирования используется также для активизации изменений в распределении порового давления.

Консолидация. Снижение избыточного порового давления во времени может быть вычислено при анализе консолидации. Анализ консолидации требует ввода коэффициента проницаемости для различных слоев грунта. Процедура автоматического пошагового изменения времени делает анализ ясным и простым в использовании.

Усовершенствованный анализ Лагранжа. С помощью этой опции можно постоянно корректировать сетку конечных элементов во время расчета. Если пользователь сталкивается с ситуацией, при которой обычный анализ малых деформаций может привести к существенным изменениям геометрии, рекомендуется выполнить более точный расчет с помощью усовершенствованного анализа Лагранжа.

Коэффициент устойчивости. Коэффициент запаса обычно определяется как отношение разрушающей нагрузки к действующей нагрузке. Это определение годится для фундаментов, но не для насыпных сооружений и шпунтовых стен. Для указанных конструкций более подходит используемое в механике грунтов понятие «коэффициент устойчивости», который определяется в PLAXIS как отношение действительной поперечной силы к минимальной требуемой для равновесия.

При выполнении расчетов PLAXIS может быть запущен в режиме автоматического выбора шага величины и шага времени. Это позволяет избежать выбора подходящего приращения нагрузки для расчетов пластичности, что гарантирует эффективность и точность процесса вычислений.

Контроль длины дуги. Это свойство позволяет точно рассчитать разрушающие нагрузки и выявить механизм разрушения. В обычных расчетах контролируемых нагрузок процедура итерации прекращается, когда возрастающая нагрузка превысит пиковую. При использовании метода контроля длины дуги приложенная нагрузка понижается до такого уровня, чтобы зафиксировать пиковую нагрузку и любые остаточные нагрузки.

Выходные данные

Постпроцессор PLAXIS имеет развитые возможности графического представления результатов расчета. В выходные таблицы заносятся точные значения перемещений, напряжений, структурных воздействий. Все данные могут быть выведены на принтер или плоттер в табличном либо полноцветном формате.

Осуществляется графический вывод деформированной сетки, общие или дискретные перемещения. Производится графический вывод действующего напряжения, порового давления и избыточного порового давления.

PLAXIS позволяет создавать графики всех типов напряжений и перемещений в любом сечении. Существует специальный инструмент для черчения кривых «нагрузка-перемещение», траектории напряжения и диаграмм «напряжение-деформация». Визуализация траектории напряжения дает возможность проникнуть в поведение локального грунта и облегчает анализ рассчитанных в PLAXIS результатов.

Читать еще:  Арочные пластиковые уголки для откосов

Заключение.

При кажущейся простоте, интуитивно понятном графическом представлении, достаточно небольшом количестве выполняемых программой операций PLAXIS — это многофункциональный комплекс, полностью решающий задачи, связанные с геотехнической инженерией.

Программа очень многогранна; детальное ее изучение открывает новые и новые возможности, которые в значительной степени упрощают и оптимизируют процесс проектирования.

Как посчитать уклон откоса?

Как посчитать откос насыпи?

Объем откоса будет считаться путем перемножения высоты откоса на его площадь и делением пополам, т. е. (H*S)/2.

Как рассчитать откос?

Его можно высчитать, он будет равен отношению площади единичного откоса в проекции к его реальной площади. Единичный откос в проекции это откос с размерами 1Х1 м. Для расчета реальной площади откоса нам нужно будет вычислить гипотенузу прямоугольного треугольника и умножить на длинну откоса в данном случае на 1 м.

Что значит откос 1 1 5?

откос 1:1,5 это на 1 м высоты 1,5 м длины, то есть имеем прямоугольный треугольник с двумя катетами и гипотенуза в нем — откос, который нужно укрепить. Нужно ли добавлять плодородный грунт — это зависит от вас.

Как посчитать откос котлована?

Расчет объема котлована с откосами

V = (F1+ F2) / 2 ∙ h, где: F1 — площадь дна; F2 — площадь сечения по верху выемки (нулевому уровню участка); h — глубина углубления.

Какой уклон имеет откос?

Крутизна откоса определяется отношением его высоты h к горизонтальной проекции линии откоса, называемой его заложением я, и обозначается 1: п (рис. 3.10). Откосы крутизной 1:1 называются одиночными, 1:2 – двойными, 1:1,5 – полуторными и т. д.

Что такое заложение откосов?

Заложение откосов — обеспечение устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок). Крутизна откосов характеризуется отношением высоты земляного сооружения к заложению, т. … Крутизна откоса сооружения зависит от угла естеств. откоса грунта, при к-ром он находится в состоянии пред.

Сколько стоит штукатурить откосы?

Стоимость штукатурки откосов.

Стоимость штукатурки откосов составляет 350 руб за погонный метр без учета материала и 600 руб за погонный метр с учетом материала. При необходимости оштукатуривания радиусных и других сложных откосов стоимость работ составляет 700 р/м. п.

Что такое погонный метр откосов?

Часто для расчета стоимости отделки оконных откосов используется не площадь откосов, а длина откосов, которая измеряется в погонных метрах. Длина откосов равна периметру окна и в данном случае составляет погонный(ых) метр(ов).

Сколько стоит сделать откосы в Днепре?

стандартное двухстворчатое окно — 1200 гривен; трехстворчатое окно — 1300 гривен; балконный блок (окно и дверь) — 1400 гривен.

Что такое откосы в строительстве?

Откосами называют участок стены между окном и стеной, т. е. оконный проем. Откосы бывают как внешними (расположены снаружи окна), так и внутренними (расположены внутри помещения).

Как показать откос на чертеже?

Отображение откоса в 2D-чертежах

  1. Постройте верхнюю и нижнюю границы откоса. …
  2. Выберите вкладку «Инструменты отображения» панель «Графика» Откос.
  3. Выберите верхнюю и нижнюю линии границы.
  4. В командной строке введите значение расстояния между линиями образца откоса.

Что такое откос у насыпи?

Откосы представляют собой искусственно созданную наклонную поверхность, ограничивающую естественный или насыпной массив грунта, расположенный между горизонтальными участками, различающимися по высоте.

Как определить глубину котлована?

Глубина разработки котлованов и траншей принимается по проектным данным: от «черной» отметки поверхности земли до отметки заложения основания под фундаменты или подстилающего слоя под полы и уменьшается на толщину срезки растительного грунта, если объем среза подсчитывается отдельно.

Что такое откос котлована?

Откосы – это наклонные боковые стенки выемок или насыпей. Важной характеристикой их является уклон (крутизна). Окружающие откосы горизонтальные поверхности называются бермами. Под дном выемки понимают ее нижнюю, плоскую часть.

Как рассчитать объем разработки грунта?

V = (a + b) /2 ∙ h ∙ L, где:

  1. V — объем;
  2. a — ширина канавы по дну;
  3. b — ширина канавы по верху;
  4. h — глубина выемки;
  5. L — длина.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector