Вопрос 9 Расчет устойчивости насыпи на поверхности склона
Призма ABC грунта насыпная из обломков скальных и полускальных грунтов, полученных при разработке полки для возведения сооружения на склоне.
Q- распределенная нагрузка от механизмов
α – угол наклона разрабатываемого склона.
φ – угол внутреннего трения крупнообломочных грунтов.
φ = 32…36º
Рассмотрим условие равновесия под действием всех сил.
Q- вертикальная нагрузка на 1 погонный метр насыпи от удельного веса грунта и внешней нагрузки.
Допусщение: считается, что Q приложено в центре тяжести поперечного сечения насыпи.
a – вес грунта в 1 м насыпи.
Условие устойчивости оценивается коэффициентом запаса на сдвиг.
где H – проекция силы Q на направление поверхности AC;
T - удерживающая сила, создаваемая трением грунта насыпи по склону.
Коэффициент запаса устойчивости.
(*) kсдв>1 – устойчивость обеспечена;
kсдв=1 – предельное состояние;
kсдв<1 – нет устойчивости.
Предельное значение угла наклона склона, при котором обеспечивается устойчивость склона, определяем из условия:
kсдв=1=ctg α · tgφ= ctg α/ tgφ,
или αпред.=φ (7)
В геодезических материалах проектов регламентируются уклоны i:
С
другой стороны, уклон выражается:
В практических расчетах угол наклона
склона α
через уклон i
выражается:
Вопрос 10 Устойчивость анкерных опор, опор арочных переходов и подпорных стенок на сдвиг и опрокидывание.
Рассмотрим расчетную схему массивной анкерной опоры.
Под движением сдвигающей силы H возможно движение опоры.
Возможно опрокидывание вокруг точки A и сдвиг по подошве AB
kсдв>1
Устойчивость на опрокидывание оценивается из сравнения момента опрокидывающего с моментом им удерживающих:
Коэффициент заноса устойчивости задается в нормативных документах с учетом категории и степени опасности сооружения и перекачиваемой среды. Обычно при не учете динамических нагрузок kопр=1,15…1,25; kсдв=1,2…1,3 для сооружения.
Вопрос 11 Расчет устойчивости откосов на сдвиг по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.
Исследования показали, что для однородных грунтов при наличии распределенной нагрузки по верху откоса сдвиг происходит по поверхностям, которые можно считать круглоцилиндрической поверхностью.
Рассмотрим расчетную схему откоса, полагая, что происходит сдвиг и поверхность сдвига проходит через подошву откоса.
Задача решается из условия равновесия грунта призмы ABC, при этом коэффициент устойчивости на сдвиг оценивается:
-
момент удерживающих сил;
- момент сдвигающих сил.
Момент определяется относительно центра вращения расположенного в точке О, которая является центром окружности.
Из закона Кулона:
Для определения центра вращения с минимальным запасом устойчивости разработан графико-аналитический способ, получивший название метод Янбу.
Положение точки Omin, являющейся центром окружности радиусом R, по которой проходит поверхность скольжения с минимальным запасом устойчивости, находится на пересечении продолжения прямой DC с вертикально-проведенной через точку A, находящуюся на половине высоты откоса.