УДК 624.13

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите

ББК 38.581

детей от информации, причиняющей вред

М54

их здоровью и развитию» данная продукция

маркировке не подлежит.

Рецензент

канд. техн. наук, доц. А.Г. Малофеев

СибАДИ

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

методическ х указан

й.

Омск

:

бАДИ, 2017. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/

cgiirbis

64

ft.exe. - Реж м доступа: для авторизованных пользователей.

Перед выполнен ем контрольной работы следует по учебникам

[1,5] и учебным пособиям [2,4] изучить соответствующие разделы

С

теорет ческой базы д сциплины.

Работа состо т з текстовой части формата А4, включающей

расчётные схемы,

оформленной в соответствии с требованиями

Д

номер сотового телефона. Исправления работы допускается без изъя-

тия страниц.

В основу методических указаний положены методические разра-

ботки кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты»

СибАДИ.

И

С

рис. 1.1. Ширина насыпи bн

определяется заданной категорией авто-

мобильной дороги (прил. 2).

и

0

I

, I

, сI

н

н

н

б

I/ II; I/ II; I/ II;

сI/сII; E

I/ II;

I/ II; I/ II; сI/сII; E

А

I/ II;

I/ II; I/ II;

сI/сII; E

Д

z

Рис. 1.1. Расчетная схема насыпи и её основания:

WL – уровень подземных вод; 1,2 – отметки подошвы слоев

основания

Для грунта насыпи вычисляют удельный вес

н

Iн g .

(1.1)

По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычис-

ляются:

– удельный вес грунта по группам предельных состояний

I,II

I,II

g

,

И

(1.2)

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2;

– плотность грунта во взвешенном состоянии

в

s w / 1 e ,

(1.3)

где

w

– плотность воды,

w

= 1,0 т/м3;

– удельный вес грунта во взвешенном состоянии

в в g .

(1.4)

Для глинистого грунта каждого слоя дополнительно определя-

ют:

– число пластичности

J P WL WP ;

(1.5)

– показатель текучести

J L W WP / J P .

(1.6)

Пользуясь табл.П.3.2,

по значению J L

уточняют разновидность

текучести

глинистого грунта по его состоянию. Суглинок и глина с показателем

СJL≤0,25 (твердое и полутвердое состояние) являются водо-

непрон цаемыми (водоупорами).

б

Пример решения задачи

Исходные данные, согласно заданному варианту, приводим в

табл. 1.1 – 1.3

нанос м на расчетную схему (рис. 1.2).

А

Та л. 1.1

Супесь твердая

Табл. 1.2;1.3

Д

Песок мелкий

Табл. 1.2;1.3

И

Суглинок полутвердый

Табл. 1.2;1.3

(водонепроницаемый)

Рис. 1.2. Расчетная схема насыпи и её основания

Таблица 1.1

Значение характеристик насыпи

Номер

Высота

Плотность

Угол внутреннего

Удельное

Удельный

насыпи

н

,

вес

варианта

н

3

трения I , град

сцепление cI

, т/м

н

hн, м

I

кПа

I

,кН/м3

13

6,8

2,00

16

12,2

19,62

Но-

I ,

II ,

s ,

мер

Разновидность

W

W

L

WР

е

вари-

грунта

т/м3

т/м3

т/м3

С

анта

13

1. упесь

1,98

2,05

2,68

0,15

0,22

0,17

0,50

2.Песок мелк й

1,95

1,98

2,65

0,20

–

–

0,61

3. угл нок

1,94

1,96

2,71

0,21

0,34

0,18

0,73

Таблица 1.3

Значен я механ ческих характеристик грунтов основания

Но-

мер

Разнов дность

сI/cII, кПа

φI/φII, град

Е, МПа

вар -

грунта

анта

и

13 1.Супесь

13/19

26/30

18,6

2.Песок мелк й

–/–

30/34

12,0

3.Сугл нок

15/23

18/21

6,6

А

Вычисляембудельный вес грунта насыпи:

Iн Iн g 2,00

9,81 19,62 кН/м3.

Вычисляем физические характеристики грунта слоев основания и

в

Д

определяем состояние глинистого грунта.

ИГЭ-1 основания – супесь с показателями свойств:

I

I

g 1,98 9,81 19,42 кН/м3;

II

II

g 2,05

9,81 20,11 кН/м3;

s w

2,68 1

И

1,12 т/м3;

1 e

1 0,50

в

в

g 1,12 9,81 10,99 кН/м3;

J P WL WP 0,22 0,17

0,05 ;

J

W WP

0,15 0,17

0,4 .

L

WL WP

0,22 0,17

II

II g 1,98 9,81 19,42 кН/м3;

s w

2,65 1,00

1,02 т/м3;

в

1 e

1 0,61

в

в

g 1,02 9,81 10,01кН/м3.

С

ИГЭ-3 основания – суглинок с показателями свойств:

I

I

g 1,94 9,81 19,03 кН/м3;

II

II g 1,96

9,81 19,23кН/м3;

J P WL WP 0,34 0,18 0,16 ;

полученнымиДополняем

данными расчетную схему на рис. 1.2.

J

W WP

0,21 0,18

0,19 .

L

WL WP

0,34 0,18

Вывод. Так как Jp=0,16; JL= 0,19, то согласно табл. П.3.2 ИГЭ-3

б

основан я сложен суглинком полутвердым (является водонепрони-

цаемым).

А

Задача 2

ПРОВЕРКА ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОДНОРОДНОЙ

ОТКОСНОЙ Ч СТИ Н СЫПИ

Откосы насыпей

под влиянием собственного веса стремятся

Д

принять более пологое очертание. Как правило, оползающий массив

грунта смещается по криволинейной поверхности, которую для прак-

тических целей можно принимать за круглоцилиндрическую поверх-

ность скольжения (КЦПС).

И

Методом круглоцилиндрической

поверхности скольжения

(КПЦС) К.Терцаги определить расчетный коэффициент запаса устой-

чивости откоса насыпи Кр высотой hн из однородного грунта, имею-

щего плотность I,

угол внутреннего трения I и удельное сцепление

ся по формуле

К

тр

К

н

1

,

(2.1)

n

f

c

где

К н –

коэффициент

надежности

по

назначению сооружения

(табл. 2.1); n – коэффициент сочетания нагрузок, n = 0,9; f – коэф-

фициент

перегрузки,

f

=

1,2;

c –

коэффициент

условий работы,

С

c = 0,85.

Таблица 2.1

Значен я коэфф ц ента надежности по назначению сооружения Кн

Категория дороги

I

II

III

IV,V

1,25

1,20

1,15

1,10

Расчетный коэфф

запаса устойчивости Кр характеризует-

циент

ся отношен ем моментов суммарной силы, удерживающей оползаю-

щую часть масс ва М уд , и сдвигающей силы М сдв :

n

n

tg I hi cos i

(cI

/ I ) (1/ cos i )

М сдв

i 1

i 1

Кр

б

,

(2.2)

М уд

n

hi xi / R

i 1

где

cos

i

1 (x

i

/ R)2 ;

x

i

– абсцисса проекции центра тяжести эле-

мента на поверхностьАскольжения, м; R – радиус образующей поверх-

ности скольжения, м;

hi – высота элемента, определяемая по ее сред-

Д

ней линии, м; tg I , сI, I – соответственно тангенс угла внутреннего

трения, удельное сцепление и удельный вес грунта насыпи по первой

группе предельных состояний, безразм.; кПа; кН/м3.

Рекомендуется

принимать

ширину

элементов

откосной части

С

Пример решения задачи

Определить коэффициент запаса устойчивости откосной части

насыпи в однородном грунте крутизной 1:1,5 при следующих данных:

автомоб льная

дорога

III

категории; h =10 м; =2 т/м3;

= 28 ;

коэффициент

н

I

сI = 6,3 кПа.

Требуемый

запаса устойчивости откоса

К тр оп-

ределяется по формуле (2.1)

б

К

тр

К

n

f

1 1,15 0,9 1,2 / 0,85 1,46 .

(2.4)

c

Наход м вероятное положение центра опасной линии обрушения

в соответств

с построением на рис. 2.2. Для этого из нижней точки

основан я откоса (см. рис. 2.2) восстанавливаем перпендикуляр и на-

А

ходим точку на расстоянии 1,5 hн = 1,5 10 = 15,0 м.

Д

И