Dessadecor-nn.ru

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

Кто рассчитывает устойчивость откоса

Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением

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; и увеличение объемного веса грунта).

4. Деятельность строителей (устройство котлованов, выработок с вертикальными стенками).

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).

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;

Влияние гидродинамического давления

Через откос выходит вода при высоком У. Г. В. (откос дренирует).

Рассмотрим равновесие песчинки в месте выхода воды

DI – гидродинамическое давление;

В предельном состоянии угол должен быть равен 90 –α , 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?

С – силы сцепления, действующие вдоль откоса

но α – мы приняли произвольно (sin изменяется в пределах 0…1), при max использовании сил сцепления:

hmax при α = 45°; sin2α = 1; тогда hмах=2C/ϒ

Пусть С = 0,1 кг/м 2 = 1 т/м 2 = 0,01 МПа = 0,01 МН/м 2 ; ɣ= 2 т/м 3 = 20 кН/м 3 = 20·10–3 МН/м 3

hmax= 2 1/2 = 1 м, следовательно откос будет устойчив при вертикальной стенке не более 1 м.

Другой способ расчета:

Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением

=0; С 0 (графо-аналитический метод расчета)

Пусть обрушение откоса происходит по круглоцилиндрической поверхности относительно центра вращения т. О.

Как рассчитать устойчивость такого

уст – коэффициент устойчивости

Порядок вычислений:

1) откос делим на призмы;

2) определяем вес каждой части – призмы – Qi;

3) раскладываем Qi на Ti и Ni;

4) находим С и L – длину дуги.

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

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

Для всех точек О1, О2, О3, О4 … – строим поверхности скольжения – определяем ἠ1, ἠ 2, ἠ ,ἠ – откладываем их в масштабе, соединяем и графически находим ἠуст = min , т. е. наиболее вероятную поверхность обрушения; если при этом уст ἠуст > 1, то откос устойчив, в противном случае необходимо принимать меры по увеличению устойчивости откоса.

Прислоненный откос

Поверхность скальной породы

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 (сверху). Если все элементы устойчивы, то откос устойчив.

СОДЕРЖАНИЕ

В условиях волнового воздействия наиболее распространенным видом защиты откосов земляных сооружений являются покрытия из железобетонных плит. Разрушение плитной защиты часто происходит по причине потери устойчивости грунта основания плит.

Настоящие Рекомендации позволяют рассчитать устойчивость грунта под плитой, нарушаемую ударами волн. В основу методики положены натурные и экспериментальные работы, проведенные в ЦНИИСе в течение ряда лет.

Читать еще:  Откосы входных дверей облицовка плиткой

В отличие от выпушенных в 1968 г. «Методических указаний по расчету устойчивости плит и подстилающего песчаного слоя» настоящие Рекомендации дают новый подход к решению задачи. Этот подход в большей мере соответствует сущности явления нарушения устойчивости, при его использовании исключается необходимость производства нестандартных виброкомпрессионных испытаний грунтов сооружения.

Рекомендации составлены в лаборатории постройки речных сооружений отделения гидротехнических сооружений ЦНИИСа кандидатами техн. наук И.А. Ярославцевым и В.В. Крыловым.

Замечания и предложения направлять по адресу: 129329 Москва, Игарский проезд 2, ЦНИИС.

Руководитель отделения гидротехнических сооружений

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендациями следует пользоваться при проектировании плитной защиты безнапорных откосов земляных сооружений, сложенных песчаными грунтами и легкой супесью. Методика может быть использована при расчете сооружений с откосами, имеющими крутизну от 1:2 до 1:4, которые защищены плитами, лежащими на щебеночной подготовке или без нее. При этом толщина подготовки не должна превышать 20 см, а площадь открытых швов плит не должна быть больше 3 % общей поверхности.

1.2. В основу методики расчета положено условие местной устойчивости прилегающих к плитному покрытию объемов грунта. Потеря устойчивости происходит в результате действия сил, возникающих в грунтовой массе при ударах волн, и реализуется в виде подвижек и выпора грунта.

1.3. Расчет устойчивости грунтового основания не исключает необходимости проведения других расчетов в соответствии с действующими нормативными документами.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ

2.1. Волнение должно быть охарактеризовано расчетной высотой волны h , м, и ее расчетной длиной λ, м, определяемыми в соответствии с главой СНиП «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)».

2.2. Грунтовое сооружение должно быть охарактеризовано:

видом грунта, из которого оно возведено, и его гранулометрическим составом. Вид песчаного грунта определяется по табл. 2 гл СНиП «Основания зданий и сооружений».

Примечание . Для сооружений, возводимых способом гидромеханизации, следует учитывать обогащение карьерного грунта, за счет уноса мелких фракций.

крутизной откоса, задаваемой его углом к горизонту α и его котангенсом m ;

прочностными и деформационными характеристиками грунтов сооружения в районе откосной плоскости: углом внутреннего трения φгр и динамическим модулем упругости водонасыщенного грунта E гр , тс/м 2 .

Учитывая малую плотность грунта в его объемах, непосредственно примыкающих к лицевой плоскости откоса, и специфику знакопеременной волновой нагрузки, вызывающую разуплотнение грунта, расчетные значения φгр и E гр следует принимать по табл. 1.

Таблица 1

E гр , тс/м 2

Пески гравелистые и крупные

Пески средней крупности

1. Меньшие значения углов следует брать для грунтов однородного состава, где . Здесь d 60 и d 10 диаметр частиц, меньше которого в грунте содержится по весу соответственно 60 и 10 % частиц;

2. При предусмотренном проектом перемыве профиля сооружения с последующей сплошной срезкой грунта по откосной плоскости толщиною не менее 1 м значения φгр берутся наибольшими по табл. 1 для данного вида грунта;

3. При наличии щебеночной подготовки толщиной δщ = 15-20 см значения E гр следует увеличивать на 15-20 % (кроме гравелистых и крупных песков).

2.3. Плитное покрытие и его щебеночная подготовка должны быть охарактеризованы: толщиной плиты δпл , м; толщиной щебеночной подготовки δщ, м, объемным весом плиты γпл , тс/м 3 ; модулем упругости плиты Епл, тс/м 2 ; длиной плиты в направлении нормали к урезу воды Впл , м.

Читать еще:  Укрепление откосов засевом трав снип

2.4. Значения γпл и Епл для железобетонных конструкций следует брать по табл. 5 и 6 гл. СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. Нормы проектирования».

Примечание . Предусмотренная указанной главой СНиП возможность уменьшения значений Епл из-за трещин бетона должна приниматься во внимание в случае неравномерной осадки сооружения. Последнее следует ожидать при высоте сооружения более 3м, если разрыв во времени между отсыпкой сооружения и укладкой плит менее года. При устройстве насыпи средствами гидромеханизации неравномерность осадки учитывать не следует.

2.5. Значения γпл и Епл для плит из цементогрунта и иных грунтовых смесей следует брать по данным лабораторных испытаний.

Ориентировочные значения Епл и γпл для гидротехнического цементогрунта будут

3. РАСЧЕТНЫЕ ПЛОСКОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ

3.1. Расчетные (наиболее опасные) плоскости скольжения, по которым может произойти выпор грунта, определяют графоаналитическим методом в соответствии со схемой, представленной на рисунке. На схеме наклонной линией крутизною m изображена поверхность подготовки, а при ее отсутствии — поверхность грунта.

Схема построения плоскостей скольжения и эпюр нагрузок:

СК — поверхность подготовки, а при ее отсутствии — поверхность грунта; ОАВС — следы расчетных плоскостей скольжения; NT — эпюра ударного давления на грунт; СКМ — эпюра дефицита давления; 1, 2, 3 — отсеки клина выпора (заштрихованная часть площади сечения соответственно щебеночной подготовки и грунта третьего отсека в пределах действия эпюры ударного давления)

3.2. Характерные точки и участки линии ОАВС отыскивают следующим образом.

а) расположенные на прямой СК точки С и О соответствуют: точка С — критической глубине, а точка О — глубине расположения максимальной ординаты ударного давления. Эти глубины определяют:

Коэффициенты K н и Kz , величина которых определяется пологостью волны и крутизной откоса m , находят по табл. 2 ;

б) линия ОА составляет, с откосом угол 45°;

в) линия СВ горизонтальная;

г) точки А и В находятся на пересечении указанных линий с лучами ЕА и ЕВ, составляющих с плоскостью откоса углы соответственно 45°+ φгр и 90° — α — φгр (см. рисунок);

д) кривая, сопрягающая отрезки ОА и ВС, является логарифмической спиралью.

Примечание . Поскольку необходимые для расчета устойчивости величины по отсеку 2 находятся далее аналитически, сопрягающая кривая АВ при выполнении масштабной схемы, (см. рисунок) может быть изображена произвольно.

3.3. Точка Е расположена на плоскости откоса на расстоянии ℓ1 от точки О:

Где K 1 коэффициент, в зависимости от m и φгр определяется по таблицам 3-7 ;

L — расстояние по откосу между точками О и С:

Значения α, sin α и cos α приведены в табл. 3-7 .

3.4. Из точек А и В на линию откоса опускают перпендикуляры и по масштабу определяют их длины h 1 и h 3 , а также ℓ2 , ℓ3 , ℓ1 щ , ℓ2 щ ( ℓ1 щ , ℓ2 щ — протяженность по отсекам соответственно 1 и 2 нижней границы слоя щебня).

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 )

Читать еще:  Материал для гкл откоса

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:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector