Прочность и устойчивость грунтовых массивов. Давление грунтов на ограждения - Инженерные методы расчёта устойчивости откосов и склонов
Содержание материала
- Прочность и устойчивость грунтовых массивов. Давление грунтов на ограждения
- Критические нагрузки на грунты основания
- Начальная критическая нагрузка
- Нормативное сопротивление и расчетное давление
- Предельная критическая нагрузка
- Практические способы расчета несущей способности и устойчивости оснований
- Понятие о коэффициенте запаса устойчивости откосов и склонов
- Простейшие методы расчетов устойчивости
- Учет влияния фильтрационных сил
- Инженерные методы расчёта устойчивости откосов и склонов
- Мероприятия по повышению устойчивости откосов и склонов
- Определение активного давления на вертикальную грань стенки для сыпучего грунта и связного грунта, учёт пригрузки на поверхности засыпки
- Учёт сцепления грунта
- Все страницы
4.5. Инженерные методы расчёта устойчивости откосов и склонов
В проектной практике применяются инженерные методы, содержащие различные упрощения.
4.5.1. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения
Предполагается, что потеря устойчивости откоса (склона) может произойти в результате вращения отсека грунтового массива относительно некоторого центра О (рис. 4.5, а).
Суть метода заключается в анализе устойчивости склона против сдвига по ряду возможных поверхностей скольжения, представленных дугой окружности с радиусом r и центром в т. О.
Отсек грунтового массива, ограниченный свободной поверхностью и поверхностью скольжения, разбивается вертикальными линиями на n элементов таким образом, чтобы можно было принять основание каждого отсека плоским, а прочностные характеристики постоянными.
Смещающийся массив рассматривается как недеформируемый отсек, все точки которого участвуют в общем движении.
Коэффициент устойчивости принимается в виде:
, где Мsr и Msa – моменты относительно центра вращения О всех сил, соответственно удерживающих и смещающих отсек.
Порядок вычислений:
1. Грунтовый массив разбивается на отдельные элементы.
2. Вычисляются вертикальные силы, действующие на каждый элемент: собственный вес грунтаPgi и равнодействующая нагрузки на его поверхности Pqi.
3. Равнодействующая сил Pgi+Pqi раскладывается на нормальную Ni и касательную Ti составляющие. ; .
4. Находим c и li – длину дуги.
Момент сил, вращающих отсек вокруг т. О, определится как:
n – число элементов в отсеке.
удерживающие силы обуславливаются сопротивлением сдвигу за счет внутреннего трения и сцепления грунта.
Сила трения:
При наличии внешних вертикальных нагрузок они включаются в величину веса блока (призмы).
α – угол между нормалью к основанию i-го элемента и вертикалью.
- длина основания i-го элемента, где bi – ширина i-го отсека.
φI i и cI i – расчетные значения характеристик прочности грунта в пределах основания i-го элемента.
При kst ≥ kнst устойчивость откоса относительно выбранного центра вращения т.О обеспечена.
- Основная сложность при практических расчетах заключается в том, что положение центра вращения О и выбор радиуса r, соотносящие наиболее опасному случаю, неизвестны.
- Обычно проводится серия таких расчетов при различных положениях центров вращения и значениях r.
- Чаще всего наиболее опасная поверхность скольжения проходит через нижнюю точку откоса (склона). Кроме слабых грунтов с минимальными φ и с.