2.10 . Графостатический метод л.Л. Перковского

Данный метод, по мнению его автора [ 19], удовлетворяет двум требованиям, которым не отвечает большинство иных методов расчета:

а) учитывается взаимодействие между отсеками;

б) удовлетворяются основные три уравнения статики: Σ x = 0; Σy = 0; ΣM = 0 (а не только одно и то не в полной мере, как это имеет место, например, в методе круглоцилиндрической поверхности скольжения).

Сущность его заключается в том, что для выяснения состояния устойчивости земляного массива строится многоугольник сил. Если он замыкается, то имеется или равновесие массива, или случай равномерного движения. Если в многоугольнике последняя сила (эта сила реактивная) не достигает точки замыкания (точка О на рис. 16), то это значит, что массив неустойчив, что имеется избыток сдвигающих сил, что должно быть движение; если последняя сила перейдет за точку замыкания, то здесь налицо избыток удерживающих сил, т.е. K _у > 1, но движения не будет, так как это избыток пассивных, реактивных сил.

Рис. 16 . Графостатический метод Л.Л. Перковского

Построение силового многоугольника в графостатическом методе базируется на положении, что силы взаимодействия между расчетными отсеками направлены параллельно поверхности скольжения. Кроме того, здесь коэффициент устойчивости определяется непосредственно из многоугольника сил путем проектирования всех действующих на массив сил на некоторую условную линию АВ (см. рис. 16) - линию общего направления смещения - и исчисления отношения между суммами удерживающих и сдвигающих проекций сил.

На рис. 16 приведен схематизированный разрез оползневого массива, усиленного контрбанкетом. Здесь же показан многоугольник сил. Контрбанкет и относящаяся к нему часть силового многоугольника нанесены пунктиром.

Из рис. 16 видно, что при отсутствии контрбанкета многоугольник сил замкнут ( K _у = 1); после сооружения контрбанкета многоугольник сил делается незамкнутым - «последняя сила зашла за точку О», т.е. появился избыток удерживающих сил и K _у превысил единицу.

Вследствие того, что графостатический метод учитывает взаимодействие между отсеками, коэффициент устойчивости становится больше, чем в случае определения его, например, по обычному методу.

Следует отметить и недостатки рассмотренного метода:

условность выбора линии общего направления смещения, на которую проектируются все силы (и от которой, следовательно, зависят величины проекций и соотношений между ними);

сложность получаемого многоугольника сил при большом количестве отсеков;

отсутствие в прямом виде итоговой величины оползневого давления ( E _оп ) на многоугольнике сил (как, например, в методе Г.М. Шахунянца);

отсутствие четкости и простоты из-за необходимости снятия по масштабу величин проекций, иногда накладывающихся одна на другую на линии АВ ;

трудность учета действия грунтовых вод.

2.11 . Метод блока и призм

Нередко непосредственно в основании откоса залегает пласт грунта с ярко выраженной пониженной сопротивляемостью сдвигу. В такой обстановке могут возникнуть условия, способствующие поступательному перемещению оползневого массива больше, чем вращательному. Для подобных условий применяется метод блока и призм [ 29].

Рис. 17 . Метод блока и призм (расчетная схема)

В этом случае принимается, что оползневой массив слагается из центрального блока В и двух призм А и Е (рис. 17). Центральный блок В выполняет до некоторой степени функции гравитационной подпорной стенки, которая поддерживает толщу грунта, находящегося с левой стороны по грани ed . Вес грунта в призме А оказывает на центральный блок В боковое давление, которое известно под названием активного давления. Очевидно, что это давление стремится вызвать поступательное движение блока В . Этому движению противодействует пассивное давление (отпор), развиваемое призмой Е , а также сопротивление сдвигу по подошве центрального блока. При этом условии коэффициент запаса устойчивости откоса может быть определен по выражению

K _у = (cLb + Ptg φ + E _р )/E_a ,                                           ( 100)

где P - вес блока В толщиной b ;

E _р - пассивное давление (отпор), действующее на блок В ;

E_a - активное давление на блок В .

Остальные обозначения прежние.

Для упрощенных условий последние величины определяются по выражениям

                                                                         ( 101)

Оползневое давление по данному методу может быть определено следующим образом (примем b = 1,0):

E _оп = E_a - cL - P tg φ - E _р =  - cL - P tg φ .           ( 102-а)

При наличии сейсмического воздействия и напорных грунтовых вод выражение примет вид:

E _оп =   + Q_c + j  - cL - P tg φ .                 ( 102-б)

Естественно, данный метод применим лишь при несложной конфигурации поперечного сечения склона и пологом залегании пласта грунта с пониженной сопротивляемостью сдвигу. Ввиду его простоты метод может применяться для прикидочных расчетов.