3.5. Определение напряжений от нагрузки, меняющейся по закону прямой

Сжимающие напряжения в массиве грунта при нагрузке, меняю­щейся по закону прямой, вычисляют по формуле

(43)

где . Функция относительных величин определяет­ся по номограмме Остерберга (рис. 15); а и b — соответственно дли­ны прямоугольной и треугольной эпюр нагрузки; z — глубина рассмат­риваемой точки.

Рис. 15. Номограмма для определения сжимающих напряжений от нагрузки, меняющейся по закону прямой

Величина определяется как алгебраическая сумма коэффициен­тов, соответствующих нагрузке слева и справа от вертикали, прохо­дящей через рассматриваемую точку.

Рис. 16. Схемы нагрузок к примеру пользования номограммой (см. рис. 15)

Пример: Определить напряжение для точки M₁ (рис. 16, а). При нагрузке, действующей слева:

и

По графику (рис. 15) =0,397.

При нагрузке, действующей справа:

и

Тогда

Подставляя численные значения, получим

Для определения сжимающего напряжения в точке М₂ (рис. 16, а) прикладываем фиктивную нагрузку klmn. При полной на­грузке (включая фиктивную)

и

При фиктивной нагрузке:

и

Подставляя численные значения и учитывая фиктивность нагруз­ки klmn, получим

Для случая прямоугольной нагрузки (рис. 16, б)

Определив по графику (рис. 15) при и ( =0,278) и при и ( =0,410), получим

1. Устойчивость откосов и склонов

Изучение устойчивости грунтового массива в откосах и склонах представляет собой часть раздела науки, объектом исследования ко­торого являются условия залегания грунтов и физические явления, происходящие в грунтовой толще в связи с проведением строитель­ных работ или природными явлениями.

Применительно к устойчивости открытых выработок можно выде­лить три главных задачи:

1. изучение свойств грунтовых массивов;

2. изучение механизма процессов деформаций;

3. изучение влияния технологии строительных работ на устойчи­вость выработок.

Определение оптимальных параметров устойчивости откосов и уступов является одним из важнейших условий, обеспечивающих эко­номичную и безопасную разработку котлованов и траншей. Следует отметить, что чрезмерные запасы прочности нежелательны, так как уменьшение углов наклона откосов вызовет необходимость выполне­ния дополнительных объемов земляных работ. И, наоборот, устройст­во крутых откосов может привести к потере их устойчивости и обру­шению. Выделяют следующие причины потери устойчивости откосов:

- устранение естественной опоры грунтового массива вследствие разработки траншей, котлованов, подмыва откоса и т.п.;

- увеличение внешней нагрузки на откос;

- увеличение удельного веса грунта в призме обрушения в результате неполного заполнения водой его пор;

-устройство недопустимо крутого откоса;

-уменьшение удельного веса грунта в основании откоса при подъеме уровня грунтовых вод вследствие взвеши­вающего действия воды на грунты;

-увеличение гидродинамического давления воды, выхо­дящей через поверхность откоса;

-снижение сцепления и трения грунта при его увлажнении;

-динамическое воздействие машин и механизмов, буро­взрывных работ и сейсмических явлений.