Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Сборник задач doc.doc
Скачиваний:
192
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
9.92 Mб
Скачать

13.2. Задания к практическим занятиям по расчету устойчивости откосов в грунтах.

1. Выполнить расчеты очертания поверхности равноустойчивого откоса по решению В.В. Соколовского. Высоту откоса принять самостоятельно Н ≥ 6,0м.

Напластование грунтов в откосе и их характеристики принять по вариантам из таблиц 10.6 и 10.7.

Расчеты выполнить для коэффициентов устойчивости kst=1,0 и kst=1,2.

2. Выполнить расчеты очертания поверхности равноустойчивости откоса по решению Н.Н. Маслова. Высоту откоса и грунтовые условия принять как в задании 1. Расчеты выполнить при

3. Выполнить расчеты очертания равноустойчивого откоса по решению Н.Н. Маслова для условий из задания 2. с учетом влияния фильтрующейся грунтовой воды.

13.3. Примеры расчета устойчивости откосов в грунтах.

Пример 1. Выполнить расчеты очертания поверхности равноустойчивого откоса по решению проф. Соколовского В.В. Высота откоса 10,0 м, грунт суглинок:

Решение: Определяется величина α:

Далее задаются различные значения х и определяются координаты точек на поверхности откоса (z). Расчеты приведены в таблице.

х,

(м)

α

m=х/α

α·ζ

tgφ

x· tgφ

0

3,60

0,360

1

0,28

0,80

2,88

0,31

3,19

2

0,56

1,00

3,60

0,61

4,21

4

1,11

1,25

4,50

1,22

5,72

6

1,67

1,35

4,85

1,84

6,69

8

2,22

1,47

5,30

2,45

7,75

10

2,78

1,50

5,40

3,06

8,46

12

3,36

1,53

5,51

3,67

9,18

14

3,89

1,55

5,58

4,28

9,85

Величина допустимой равномерно распределённой нагрузки на поверхности грунта: .

Очертание поверхности равноустойчивого откоса по решению Соколовского.

Пример 2. Выполнить расчеты очертания поверхности равноустойчивого откоса по условиям примера 1 при коэффициенте устойчивости

Решение: - Определяются величины ср и φр:

- Вычисляется величина α:

Расчеты координат zi точек откосов по заданным координатам х приводятся в таблице.

Очертание откоса помещено на поле графика к примеру 1.

х,

(м)

α

m=х/α

α·ζ

tgφр

x· tgφр

0

2,711

0,255

1

0,367

0,877

2,378

0,255

2,633

2

0,738

1,092

2,960

0,510

3,470

4

1,475

1,341

3,635

1,020

4,655

6

2,213

1,461

3,961

1,530

5,491

8

2,951

1,518

4,115

2,040

6,155

10

3,689

1,545

4,188

2,550

6,738

12

4,426

1,558

4,224

3,060

7,284

14

5,164

1,564

4,240

3,570

7,810

22

8,115

1,57

4,256

5,61

9,866

Величина допустимой нагрузки на поверхности грунта: .

Пример 3. Выполнить расчеты очертания равноустойчивого откоса для условий из примера 1 по методу проф. Маслова (Метод Fр) при коэффициенте устойчивости

Решение: Толща откоса по высоте разбивается на 5 условных слоев мощностью hi=2,0 м.

Нормальные напряжения по горизонтальным площадкам в уровне каждого слоя определяются собственным весом грунта ()

Угол сдвига определяется:

Для условий

Расчеты приводятся в табличной форме.

zi , м

tgφI

tgψI

2,0

0,308

3,86

0,4900четы приводятся в табличной форме.

унта ()дкам в уровне каждого ца.юдения за состоянием тела железобетонного днища в процессе

0,798

2,506

4,0

7,72

0,246

0,554

6,116

6,0

11,58

0,164

0,472

10,354

8,0

15,44

0,123

0,431

14,994

10,0

19,30

0,098

0,408

19,920

Пример 4. Выполнить расчет очертания равноустойчивого откоса по примеру 3 с учетом влияния фильтрующейся воды. Уровень грунтовых вод расположен на глубине 2,0 м от поверхности. Коэффициент пористости грунта е = 0,8. Расчеты выполнить для коэффициента устойчивости

Решение: Всю толщу грунта по высоте откоса разбиваем на условные слои hi=2,0 м. Удельный вес грунта выше уровня грунтовых вод принимается ниже уровня грунтовых вод

Влияние взвешивающего действия воды на очертание откоса

Расчеты выполнены в табличной форме:

слоя

hi,

м

zi,

м

xi,

м

1,2 xi,

м

1

2,0

3,86

3,86

1

0,308

0,492

0,8

2,0

2,5

3,0

2

2,0

5,77

7,72

0,747

0,230

0,246

0,476

4,0

6,702

8,042

3

2,0

7,68

11,58

0,663

0,204

0,164

0,368

6,0

12,136

14,563

4

2,0

9,59

15,44

0,621

0,191

0,123

0,314

8,0

18,50

22,2

5

2,0

11,5

19,3

0,596

0,184

0,098

0,282

10,0

25,60

30,72

Очертание поверхностей равноустойчивых откосов в грунте

с учетом влияния фильтрующейся воды (к примеру 4)

Пример 5. Оценить степень устойчивости откоса выемки в сравнительно однородном пласте суглинка:

Высота откоса Н=8м. Уклон поверхности откоса i=1:1,5.

Решение 1: Проверяется очертание откоса по решению В.В. Соколовского – А.М. Сенкова.

у, м

α·ζ

tgφI

y· tgφI

2

3,725

0,537

0,986

3,673

0,2484

0,497

4,17

1,085

4

1,074

1,228

4,574

0,994

5,568

0,699

6

1,611

1,370

5,103

1,490

6,593

0,513

8

2,148

1,453

5,412

1,987

7,399

0,403

10

2,685

1,502

5,595

2,484

8,079

0,340

12

3,222

1,530

5,699

2,981

8,680

0,301

Очертание поверхностей откоса по решению Соколовского В.В. к примеру 5

1.- поверхность заданного откоса очертание поверхности откоса при; 3 – очертание поверхности равноустойчивого откоса по решению Соколовского В.В. в координатах по глубине заданного откоса; 4 – призма обрушения грунта на заданном откосе, для которой; 5 – очертание поверхности равноустойчивого откоса при Р0=0.

- По методу Соколовского на поверхности грунта действует нагрузка: .

По результатам расчёта заданный откос характеризуется пониженным показателем устойчивости , в зоне у поверхности мощностьювозможно образование призмы обрушения. При отсутствии нагрузки на поверхности откоса (Р0=0) устойчивость откоса обеспечена .

Решение 2. Проверяется устойчивость откоса по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Проводится построение луча через верхнюю бровку откоса на котором будет лежать центр наиболее опасной кривой сдвига. Схема построения приведена на рисунке, искомый луч В-М. Центр О1 назначается на вертикали проходящей через середину откоса, О2 через 1/3 заложения откоса, О3 через 1/6 заложения откоса. Массив грунта отсекаемый радиусами R1, R2,R3 условно делится на блоки b=4,0м. Площадь сечения блоков определяется как площадь трапеций

В каждом выделенном блоке определяется сила веса для объема единичного размера вдоль откоса:

;

Определяется составляющая сдвигающего усилия:

Определяется удерживающие усилия:

Коэффициент устойчивости определяется:

Расчеты для выбранных 3-х центров сдвига приведены в таблице:

Центр О1

блока

Аi,

м2

Gi,

т

αi,

град

cosαi

Ni,

т

Тiуд,

т

sinαi

Тiсдв,

т

1

15,6

17

0,956

-14.9

-4,1

0,292

4,5

2

42,1

0

1,0

42,1

11,7

0,0

0

3

57,7

18

0,951

54,8

15,2

0,309

17,8

4

50,7

39

0,777

39,5

10,9

0,629

31,9

5

11,7

63

0,454

5,3

1,5

0,891

10,4

Центр О2

1

12,88

9

0,988

-12,7

-3,5

0,156

2,1

2

33,6

9

0,988

33,2

9,2

0,156

5,2

3

44,1

28

0,833

39,0

10,7

0,469

20,7

4

23,4

55

0,574

13,4

3,7

0,819

19,7

Центр О3

1

10,9

0

1,0

10,9

3,0

0,09

0,0

2

27,3

17

0,596

26,0

7,2

0,292

8,0

3

32,0

36

0,809

25,8

7,1

0,588

18,8

4

11,7

56

0,559

6,5

1,8

0,829

9,7

Минимальное значение коэффициента устойчивости откоса

По результатам расчёта заданный откос в глубинных зонах обладает достаточным уровнем надёжности по устойчивости.

3. Сравнение результатов расчётов по методу Соколовского и методу круглоцилиндрических поверхностей.

- По методу Соколовского на поверхности грунта действует нагрузка: .

- Нагрузка учитывается при расчёте по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения при кst=1,3.

В 4-м отсеке дополнительная нагрузка:

В 5-м отсеке дополнительная нагрузка:

Анализ решений в одинаковых граничных условиях (Р0=0; Р0) показывает разные результаты по параметрам устойчивости грунта в откосе. При этом метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения показывает большую величину коэффициента по сравнению с методом Соколовского В.В. При учёте допустимых давлений на поверхности грунта (Р0=5,22т/м2), метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения показывает недостаточную величину кst, требуется уменьшить величину уклона образующей откоса i.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..4

Физические свойства грунтов…………...……………………………………....4

Классификация показателей сыпучих грунтов…………………….…………....9

Классификация показателей глинистых грунтов………..………………..…....15

Расчеты связанные с уплотнением грунтов на искусственных насыпях и

обратных засыпках пазух фундаментов……………………………….………..19

Расчеты связанные с оценкой морозного пучения грунтов при сезонном промораживании оснований……………………………………….…...….24

Закономерности уплотнения грунтов под нагрузкой………………..….….…...34

Закономерности водопроницаемости грунтов……………………….…..……...42

Закономерности предельного сопротивления грунта сдвигу……………..…...49

Фазы напряженно – деформируемого состояния грунта………………….…....57

Определение напряжений в грунтах………………………………………..…....67

Деформации сжатия грунтов под нагрузкой………………………………….....92

Расчет давлений грунтов ограждения…………………………………………..117

Устойчивость земляных масс в откосах………………………………………...133

Учебно-методическое издание

“МЕХАНИКА ГРУНТОВ”

Методические указания «Сборник задач»

Составитель:

Кудряшов Валерий Петрович