Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1-75.docx
Скачиваний:
17
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
6.79 Mб
Скачать

40. Устойчивость идеально связного массива грунта.

Приближенное очертание обертывающих поверхностей скольжения в случае пространственной осесимметричной задачи для фундаментов мелкого заложения с учетом уплотненного ядра.

Максимальное предельное сопротивление грунта Nk = Nyl + Nqkq - NrKC, где Nyk, Nqk, Ncu - коэффициенты несущей способности для осесимметричной задачи (приводятся в таблице); Ь- половина стороны квадратной или радиус круглой подошвы фундамента.

Для фундаментов средней глубины заложения и глубокого заложения заменять влияние глубины заложения действием боковой пригрузки не представляется возможным ввиду специфики механических явлений, происходящих в этом случае.

Сопоставляя результаты определения несущей способности основания по опубликованным экспериментальным данным и на основе приведенных формул, можно констатировать:

1) для идеально связных глинистых грунтов наблюдается практически полное совпадение экспериментальных и теоретических данных;

2) значения максимальной несущей способности оснований по результатам опытных данных в 1,5 - 2,5 раза превышают расчетные, что свидетельствует о необходимости дальнейших исследований для уточнения строгих методов расчета.

Определение устойчивости массивов грунта имеет большое практическое значение при проектировании таких земляных сооружений, как насыпи, выемки, дамбы, земляные плотины и т. д.

Основными причинами нарушения устойчивости земляных масс являются эрозионные процессы и нарушение равновесия. Эрозионные процессы обычно не рассматриваются в механике грунтов, так как зависят от внешних метеорологических и физико-географических условий, а также от свойств поверхности массива грунта . Нарушение равновесия массивов сопровождается сползанием больших масс грунта и происходит внезапно. Этот вид нарушения равновесия происходит сравнительно часто в различного рода откосах, природных склонах при увеличении действующих на массив нагрузок И уменьшении внутренних сопротивлений грунта.

В природных условиях грунты обладают трением и сцеплением, и задача об устойчивости откосов становится более сложной, особенно при строгом решении. Для этих случаев рассмотрим определение устойчивости откосов методом круглоцилиндрической поверхности скольжения, имеющим широкое применение в практике проектирования различных земляных сооружений. Применение этого метода позволяет вести проектирование с определенным запасом прочности и, кроме того, он основывается на опытных данных о форме поверхности скольжения. По экспериментальным данным поверхность скольжения может быть принята круглоцилиндрической, при этом самое невыгодное положение определяется расчетом. В целом этот метод следует считать приближенным ввиду принятия формы поверхности скольжения и ряда других допущений.

41. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения при расчёте устойчивости откоса.

Во всех расчетах напряженное состояние полагается плоско деформированным, то есть рассматривается узкая полоса склона шириной 1 м, условия ее работы сохраняются для всего склона.

В этих методах поверхность скольжения считается известной заранее. При расчетах устойчивости склона или оползневого давления призма скольжения делится вертикальными линиями на ряд отсеков. Обычно отсеки принимаются такими, чтобы без потери точности можно было в их пределах принимать поверхность за плоскость, а очертание склона, действие внешних сил и т.п. практически однородными.

Рассматриваются условия равновесия i-го отсека (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 3). Все внешние активные силы (вес грунта в отсеке, внешняя нагрузка и т.д.), действующие на i-й отсек, приводятся к равнодействующей Pi. Последнюю раскладываем в точке ее приложения на составляющие: нормальную PNi и касательную PQi к плоскости возможного сдвига отсека.

PNi= Picos αi; PQi = Pisin αi.

В программе реализованы следующие методы расчета :

· Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения

· Метод горизонтальных сил

· Аналитический метод Г.М. Шахунянца

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Этот метод достаточно подробно рассмотрен в литературе и часто применяется на практике. Описание метода можно найти в книге Клейн Г.К. «Строительная механика сыпучих тел».

Рис.1. Схема расчета по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения .Предполагаем, что центр O и радиус кривизны R поверхности скольжения заранее известны. В этом методе силы взаимодействия между соседними отсеками не учитываются, опираясь на то, что сумма этих сил должна быть равна нулю, а суммарный момент от них относительно точки O невелик. Касательная сила от всех нагрузок PQi=Pisin αi является сдвигающей силой, вызывающей сползание откоса .

Сила сопротивления сдвигу сыпучего тела, находящегося за поверхностью скольжения (реакция), может быть представлена в виде суммы сил трения и сцепления:

Ti =Ni tanφi+ cisi, где

Ni – нормальная реакция опоры.

si – длина дуги поверхности скольжения в пределах данного элемента i

φi – угол внутреннего трения в пределах дуги si

ci – удельное сцепление в пределах дуги si.

Из уравнения проекций всех сил на нормаль к площадке отсека получаем.

Ni =PNi =Pi cosαi,

Второе уравнение проекций остается неудовлетворенным, так как силы взаимодействия между отсеками не рассматривается. Условие равновесия откосов сводится к уравнению моментов всех сил, действующих на сползающую призму, относительно центра O поверхности скольжения.

Учет сейсмического воздействия при расчете противооползневых удерживающих конструкций осуществляется добавлением к расчетным усилиям, так называемой сейсмической силы Qci. Сейсмическая сила Qci приближенно определяется как доля от веса массы грунта, которая претерпевает сейсмическое воздействие: Qci = μ*Pi где

μ – коэффициент динамической сейсмичности, значения которого рекомендуется при расчете естественных склонов принимать по табл. 1. При расчете искусственных откосов (насыпи дорог, плотины т.д.) значения коэффициента из табл. 1 следует (приближенно) увеличивать в 1,5 раза.

Направление силы Qci рекомендуется считать наиболее неблагоприятным. В связи с этим будем принимать, что сейсмические силы в каждом отсеке оползневого блока направлены параллельно основанию отсека. Условие равновесия откосов сводится к уравнению моментов всех сил, действующих на сползающую призму, относительно центра O поверхности скольжения .

При этом силы сопротивления сдвигу уменьшены в k раз с учетом необходимости обеспечить определенный запас устойчивости откоса против разрушения.

Тогда коэффициент выражается:

Учитывая, что , окончательно получим: