18 Стійкість похилого укосу зв'язного ґрунту

Увага до проблеми стійкості укосів підсилилося перед I світовою війною 1914-1918р.м. До цього часу відбулися катастрофічні руйнування укосів Панамського каналу і земляних гребель у США, відбулося сповзання укосів виїмок на дорогах у Швейцарії (в одній з таких катастроф загинуло 40 чоловік). Згодом було розроблено кілька методів розрахунку ґрунтів на стійкість. Найпростішими є методи розрахунку , у яких заздалегідь задають форму поверхні ковзання: наприклад, площину чи циліндричну поверхню.

Розрахунок укосу на стійкість по методу плоскої поверхні ковзання.

Розглянемо укіс зв'язного ґрунту з кутом закладення β. Ґрунт має щільність ρ, кут внутрішнього тертя φ, зчеплення С.

19.Стійкість похилого укосу зв'язного ґрунту

Увага до проблеми стійкості укосів підсилилося перед I світовою війною 1914-1918рр. До цього часу відбулися катастрофічні руйнування укосів Панамського каналу і земляних гребель у США, відбулося сповзання укосів виїмок на дорогах у Швейцарії (в одній з таких катастроф загинуло 40 чоловік). Згодом було розроблено кілька методів розрахунку ґрунтів на стійкість.

Найпростішими є методи розрахунку, у яких заздалегідь задають форму поверхні ковзання: наприклад, площину чи циліндричну поверхню.

Стійкість похилого укосу зв'язного ґрунту

Увага до проблеми стійкості укосів підсилилося перед I світовою війною 1914-1918рр. До цього часу відбулися катастрофічні руйнування укосів Панамського каналу і земляних гребель у США, відбулося сповзання укосів виїмок на дорогах у Швейцарії (в одній з таких катастроф загинуло 40 чоловік). Згодом було розроблено кілька методів розрахунку ґрунтів на стійкість.

Найпростішими є методи розрахунку, у яких заздалегідь задають форму поверхні ковзання: наприклад, площину чи циліндричну поверхню.

Задача полягає у визначенні граничної висоти укосу.

Д опустимо, що поверхня ковзання є площина, що складає кут θ з горизонтальною площиною. Допустимо також, що вага призми обвалення рівномірно розподілена по цій площині ковзання

Маємо

в ага призми руйнування довжиною 1м уздовж укосу (1)

С ереднє напруження по площині ковзання

З а умовою міцності Кулона повинно бути

З а умовою міцності в граничному стані

2. Раптове деформування від зволоження (просадочність) ґрунтів. Деякі ґрунти здатні різко зменшуватись в об’ємі внаслідок зволоження при постійному навантаженні. При цьому вертикальне переміщення поверхні ґрунтового масиву (його осадка) раптово збільшується. Різке опускання поверхні ґрунтового масиву при постійному навантаженні у результаті зволоження ґрунту називається просадкою.

Ґрунти, які мають таку властивість, називаються просадочними. Суть явища просадочності полягає в ослабленні неводостійких структурних зв’язків між частинками при змочуванні і переміщенні часток під дією навантаження з переходом до більш компактного розміщення. Просадочними є ґрунти, що мають велику пористість (n=44-50%), малу вологість (w=8-16%) і слабкі кристалізовані зв’язки між частинками у виді вапна, гіпсу. При зволоженні ці зв’язки пом’якшуються або розчиняються. Це лесові ґрунти з підгрупи пилувато-глинистих, які вміщують багато пилуватих частинок (70-80%). Вони мають яскраво-жовте (палеве) або коричневе забарвлення.

Розповсюджені в Київській, Чернігівській областях, на півдні України. При зволоженні спостерігаються просадки споруд на 1-3 м. Щоб уникнути просадки такий грунт потрібно попередньо замочити і ущільнити.

П росадочність оцінюють шляхом випробувань грунту в компресійному приладі за допомогою показника відносної просадочності:

Hg - висота зразка за природної щільності та вологості і при природному тиску.

Hp– висота зразка за природної вологості при очікуваному тиску від споруди;

H sl - висота зразка при очікуваному тиску після замочування і просідання.

До просадочних належать ґрунти з .

9. Методи визначення міцносних характеристик ґрунту

Найпростішим методом визначення φ(фі) і С є випробовування ґрунту на приладі плоского зрізу.

П рилад має зрізну коробку (кільцеву чи квадратну), що складається з нерухомої і рухливої частини. У коробці знаходиться випробовуваний зразок ґрунту. На нього діє вертикальне напруження N по площині F, що викликає нормальне вертикальне напруження

Д о рухомої частини прикладають горизонтальне навантаження Т, що викликає в ґрунті в площині границі між рухомою і нерухомою частинами коробки дотичне напруження

Т им самим прагнуть викликати зсув однієї частини щодо іншої його частини. Поступово збільшують Т, не змінюючи N. При цьому вимірюють відносне переміщення частин приладу δ. Будують графік

П ольове випробування лопасним методом

Застосують для водонасичення пилувато-глинистих ґрунтів пробу яких узяти дуже важко, не порушивши структуру. Для таких ґрунтів φ=0 і τ_пр=С. Крім того, тут σ=0, тому τ_пр≈С.

16. Стійкість вертикального укосу. Здійснити викладки та отримати залежність для максимальної висоти вільного вертикального укосу. Вказати від яких характеристик грунту він залежить. Записати аналітичну залежність для граничної висоти вертикального укосу.

При розробці котлованів, влаштуванні насипів, виїмок, зведення споруджень на схилах у ряді інших випадків необхідно оцінити стійкість масиву ґрунту в укосі. Круті укоси можуть привести до аварії: під дією власної ваги ґрунт сповзає по криволінійній поверхні ковзання (рис) чи по підстилаючій породі.

З відси висота вертикального укосу, що не потребує підкріплення:

(1)

Н а практиці в цю формулу вводять подвійний коефіцієнт запасу і визначають граничну висоту вертикального укосу, що зберігає стійкість без підпірної стіни по формулі

(2)