2. Практическая работа на тему: "Устойчивость земляного откоса"

Цель работы:

-изучить вопрос техники безопасности при земляных работах

-получить навыки расчета устойчивости земляного откоса

-произвести расчет устойчивости земляного откоса по заданию преподавателя

Краткие теоретические сведения

Условие устойчивости откоса: откос, образованный несвязным сыпучим грунтом, будет находится в равновесии, если в равновесии находится каждый элемент его поверхности

Метод расчета рассматриваемый в данной практической работе основан на рассмотрении предельного равновесия грунта, при котором даже незначительное изменение объемных или поверхностных сил приведет к его потере. Расчет устойчивости откоса ведем приближенным аналитическим методом равнопрочного откоса профессора Н.Н. Маслова.

Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы обеспечить устойчивость, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны (m). Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта. Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи (h), свойств грунта, их влажности. Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей глубиной отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод приведена в таблице 7

Таблица 7—Расчетная максимально допустимая крутизна откосов

Группа грунта	Грунт	При глубине выемки, м
		5-6	6-8	8-10	10-14
I	Песок	1 : 1,25	1 : 1,5	1 : 1,75	1 : 2
II	Супесь	1 : 1	1 : 1,25	1 : 1,5	1 : 1,75
I, II	Суглинок	1 : 0,85	1 : 1	1 : 1,25	1 : 1,5
III, IV	Глина	1 : 0,75	1 : 1	1 : 1,25	1 : 1,5

Определив крутизну откоса, высоту (глубину) выемки, вид грунта и его для своего случая приступаем к расчету. В данный метод расчета входит графическое построение диаграммы устойчивости откоса. Диаграмма для высоты Н показана на рисунке 1:

Рисунок 1—Схема разбивки откоса на слои

Для проведения расчета разбиваем высоту откоса на слои, количественно равное . Получаем высоту одного слоя:

(7)

Зная вид грунта можно определить значение его удельного сцепления ( ) и угол внутреннего трения ( ). Значения приведены в таблице 8 (Приложения 1 СНиП 2.02.01-83*)

Таблица 8—Нормативные значения удельного сцепления, удельного веса и угла внутреннего трения различных грунтов

Вид грунта	Угол внутреннего трения , град.	Удельноге сцепление ( ) (кПа)	Удельный вес( ), т/м3
Супесь	18	9	1,5-1,9
Суглинок	12	12	1,7-1,8
Глина	29	7	1,6-1,8

Метод расчета основан на следующем принципе: угол устойчивого откоса ( ) для любого грунта есть угол его сопротивления сдивгу. Коэффициент сдвига ( ) является тангенсом угла сдивга. Выразив это в формуле, получим:

(8)

Где:

— вертикальная равномерно распределенная нагрузка в Па, вычисляется по формуле 9

(9)

Где:

—ордината высоты -го слоя (по формуле 7)

Вычисляем величину для каждого слоя , получив величину нагрузки определяем угол сопротивления сдивгу ( ):

(10)

Где:

— Расчетная максимально допустимая крутизна откосов (таблица 7)

Получив величины устойчивого угла откоса результаты сводят в таблицу по форме приведенной ниже:

Таблица 9—Форма для записи результатов расчета

, м	, т/м3	, т/м2

Полученные значения для каждого из слоев, откладываем линии под углом , как показано на рисунке 2, начиная построение снизу вверх.

Рисунок 2—Пример построения диаграммы устойчивости откоса

Приложение 5

Контрольные вопросы

1. Назовите необходимое условие устойчивости земляного откоса

2. Расскажите об опасностях, исходящих от потери устойчивости земляного откоса

Приложение 2

Таблица—Варианты задания в соответствии с шифром зачетной книжки студента

№	Вид грунта	Высота (глубина) Н, м
1	Супесь	8
2	Суглинок	10
3	Глина	12
4	Супесь	6
5	Суглинок	8
6	Глина	10
7	Супесь	12
8	Суглинок	6
9	Глина	9
0	Супесь	11