Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МУ Противооползневые сооружения

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
2.03 Mб
Скачать

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Одеська державна академія будівництва і архітектури

Кафедра енергетичного та водогосподарського будівництва

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з дисципліни ПРОТИВОСУВНІ СПОРУДИ

до розрахунково-графічної роботи

для студентів напряму ГІДРОТЕХНІКА» (ВОДНІ РЕСУРСИ)

спеціального виду діяльності 7.06010102 – «ГІДРОТЕХНІЧНЕ БУДІВНИЦТВО»

(форма навчання – денна та заочна)

ОДЕСА - 2012

1

УДК 624.131.543

«ЗАТВЕРДЖЕНО» Вченою Радою

________________________________

протокол № ___ від ________ 201____ року

Укладачі: Устінов П.А.

Рецензенти:_______________________

Анотація: У цих методичних вказівках наведені базові теоретичні розділи курсу лекцій інженерного захисту територій від зсувів, протизсувних споруд, та методика виконання розрахунків коефіцієнту запасу стійкості ґрунтового укосу, зсувного тиску та деякі прийоми, призначенні для спрощення виконання наведених розрахунків

Відповідальний за випуск:

__________________________________________________

2

ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………… 4

1. Типи зсувів за механізмом зрушення ………....................

……. 4

1.1.

Асеквентні зсуви.…..........................................................

5

1.2.

Консеквентні зсуви………………………………………...

6

1.3.Інсеквентні зсуви...………………………………………... 7

2.Методики розрахунку стійкості та зсувного тиску.……..……. 8

2.1.Метод круглоциліндрічної поверхні ковзання ………….. 9

2.2.Метод Ю.І. Соловьйова ...................……………………… 11

 

2.3. Визначення зсувного тиску за методом Ю.І. Соловьйова

15

3.

Послідовність виконання розрахунків стійкості……………… 16

4.

Обосливості виконання розрахунків за допомогою Excel…….

22

5.

Завдання для виконання розрахунків стійкості..........................

24

 

5.1

Фізико-механічні властивості ґрунтів...................................

24

 

5.2

Геологічні обставини...............................................................

26

6

Питання для контролю знань студентів......................................

37

7

Література………………………………………………………

38

3

ВСТУП.

Генеральною асамблеєю ООН 31 січня 1990 року було об’явлено Міжнародне десятиріччя зі зменшення небезпечності природних явищ. Його мета включає в себе зменшення наслідків землетрусів, повеней, цунамі, зсуви та інші.

Одним з дуже серйозних явищ, які практично включають можливість нормального господарського використання територій є зсуви. На сьогоднішній день в Україні є зареєстровано понад 1800 зсувів, кількість незареєстрованних зсувів на піддається рахуванню. Території, на котрих є зсуви, не можливо безпечно використовувати, споруди знищуються. Та на сам перед зсуви мають тенденцію і розвиток, що може спричиняти ще більші жахливі наслідки.

Яскравим прикладом зсувів є у місті Дніпропетровську у житловому мікрорайоні «Тополь – 1», де у 1997 році, менш ніж за 24 години було повністю зруйновано дев’яти поверховий житловий будинок, будівля загальноосвітньої школи, два дитячих садка та безліч приватних будов та гаражів.

Аналогічні приклади руйнування споруд комунального та промислового характеру можливо знати у кожній області України.

4

1.ТИПИ ЗСУВІВ ЗА МЕХАНІЗМОМ ЗРУШЕННЯ

Уданому розділі наведені три найросповсюдженіших типа зсувів

за механізмом зрушення та наведені загальні описи методів розрахунку стійкості та зсувного тиску.

1.1. Асеквентні зсуви.

Асеквентні зсуви розвиваються звичайно у однорідних зв’язних ґрунтах та мають криволінійну циліндричну поверхню ковзання, розташування якої залежить від величини сил тертя та зчеплення. Класичний зсув із правильною кругло-циліндричною поверхнею ковзання є порівняно рідкісним, бо однорідні ґрунтові схили зустрічаються дуже рідко. Але, насамперед, зсуви такого типу розвиваються у штучних ґрунтових спорудах, наразі греблях та дамбах.

Мал. 1.1.1. Схема асеквентного зсуву

Рух такого зсуву може бути прогресуючим, тобто спочатку зсув може відбутися на локальній ділянці та далі поступово розвиватися. Для розрахунків стійкості та зсувного тиску таких зсувів використовується методика кругло циліндричних поверхонь ковзання

5

із урахуванням зважувальної дії води та фільтраційного потоку у схилі та в деяких випадках сейсмічних навантажень.

1.2. Консеквентні зсуви.

Для консеквентних зсувів є характерним зміщення по поверхні напластування униз по схилу. Поверхня ковзання при цьому плоска слабо хвильна, а її розташування визначено геологічним складом схилу. Рух цього типу зсувів визначається наявністю структурно зруйнованих поверхонь, насамперед: розриви, тріщини, напластування та змінами у опорі зсуву різноманітних осадових порід ґрунту, або по межі пружних та слабих порід. На відміну від попереднього типу, консеквентний зсув може нескінченно розвиватися, якщо його поверхня достатньо крута та більш-менш постійна зсувна сила перевищує опір зсуву.

Для розрахунків стійкості та зсуванню тиску таких зсувів використовується методика Чугаєва Р.Р. та горизонтальних сил. Ці обидві методики застосовуються на разі наявності плоских або слабо хвильних поверхонь ковзання.

Мал. 1.2.1. Схема консеквентного зсуву

6

1.3. Інсеквентні зсуви.

Інсеквентні зсуви січуть поверхню напластування та натягуються глибоко у схил. Поверхня ковзання має складний криволінійний обрис, її положення визнається характером ґрунтів, утворюючи товщу та особливості напластування порід.

Такі зсуви можуть формуватися як на крутих так і на пологих схилах. Найчастіше – це результат втрати більшої частини опору зсуву у зв’язку із порушеннями структури глин та їх розрихлення. Руйнування починається на локальній ділянці та регресивно розповсюджується далі. Найчастіше спочатку з’являється асеквентний зсув обертання, який приурочено до берегу річки чи моря, далі зсув розвивається регресивно в глиб схилу. Основний рух є консеквентним ковзанням. Коли нижче лежача зона потужна, фронтальна зона може осісти, а у підошві схилу може з’явитися видавлений ґрунт . Такий тип зсувів є найросповсюдженішим на Чорноморському узбережжі, в тому числі в Одеській області. Для розрахунків стійкості та зсувного тиску таких зсувів використовуються методики Соловьова та Шахунянца.

Мал. 1.3.1. Схема інсеквентного зсуву

7

2. МЕТОДИКИ РОЗРАХУНКУ СТІЙКОСТІ ТА ЗСУВНОГО ТИСКУ.

При проектуванні будь-яких протизсувних заходів, при будівництві на нестійких схилах, або при розміщені механізмів на укосах, схилах або бортах ярів роботи слід починати з оцінки стійкості схилів. Така оцінка проводиться шляхом обчислення коефіцієнта стійкості, котрий характеризується відношенням сил, що утримують масив ґрунту на похилій поверхні, до сил руйнуючих цей масив. Для проектування протизсувних заходів треба визначати величину тиску зміщеного ґрунту на захисну конструкцію – "зсувний тиск". Для таких розрахунків існує велика кількість розрахункових методів, розроблених для обчислення коефіцієнта стійкості схилу та перетворених для визначення зсувного тиску. Тиск, що передається від нестійких ґрунтових мас зсувного схилу протизсувним конструкціям.

Всі розрахункові методи оцінювання ступеня стійкості схилів засновані на застосуванні теорії граничної рівноваги, що розглядає гранично напружений стан ґрунтового масиву. У розрахункових моделях приводиться ряд умовних припущень:

Використовується гіпотеза затвердженого тіла, тобто призма можливого зсуву розглядається у вигляді суцільного затверділого клина зрушення;

Розглядається смуга схилу шириною =1м, умови її роботи зберігаються для всього схилу;

Допускається певна форма поверхні ковзання;

При користуванні основними критеріями міцності , напруження замінюються силами;

Приймаються допущення про зміцнення і прояви тиску ґрунтових вод та сейсмічної сили;

8

При розрахунках зсувного тиску положення найбільш небезпечної поверхні ковзання, як правило, приймається вже встановленим.

При розрахунках стійкості схилу або зсувного тиску сповзаючий блок членується вертикальними лініями на ряд відсіків. Зазвичай відсіки приймаються такими, щоб без втрати точності розрахунків можна було в її межах приймати поверхню ковзання та межі геологічних елементів як площину, а стан ґрунту, обрис схилу, дію зовнішніх сил практично однорідними. Зазвичай ширина такого відсіку приймається рівною 1м, але може складати до 5-ти метрів у залежності від складності ґрунтових умов.

2.1. Метод круглоциліндрічної поверхні ковзання

Метод круглоциліндрічної поверхні ковзання також носить наступні назви: Шведський метод відсіків, метод Фелленіуса, метод Терцагі, метод Терцагі-Крея, Паттерсона, вертикальних елементів, Іванова-Тейлора, Свена Гультея, вагового тиску та інші.

9

Мал. 2.1.1. Загальна схема розрахунків за методикою круглоциліндрічної поверхні ковзання

Метод круглоциліндрічних поверхонь ковзання доцільно застосовувати, коли укіс складений однорідними ґрунтами. Насамперед – це штучні укоси гребель та дамб.

Детально цей метод розрахунку було розглянуто в курсі «Гідротехнічних споруд» включаючи розробку курсового проекту із розрахунками стійкості ґрунтової греблі. Тому у межах даних методичних вказівок детальна методика стійкості не буде розглянуто, але формула виконання розрахунків коефіцієнту стійкості із урахуванням сейсмічних навантажень та зважуючої дії води:

 

 

 

i n

 

 

 

 

 

(Pвi cos αi tgφвi cвili )

K

y

i 1

 

.

i n

 

 

 

 

 

 

 

 

(Pi sin αi

Qci )

 

 

 

i 1

 

 

де:

Pвi = γihср.iai - γωhiai – вага ґрунту із урахуванням зважуючої дії води,

10