Punkt_1_1

1. Определение устойчивости откосов насыпей и
глубоких выемок

Определение устойчивости в массивах грунта имеет большое практическое значение при проектировании земляных сооружений. При расчете и проектировании откосов высоких насыпей и глубоких выемок различают их местную и общую устойчивость. Нарушение местной устойчивости возникает в приоткосной зоне, подверженной воздействию природно-климатических факторов, вызывающих повторные процессы набухания и высушивания, промерзания и оттаивания. При нарушении общей устойчивости происходит смещение больших массивов грунта откосов насыпи или выемки.
Внезапное нарушение равновесия массивов грунта со сползанием значительных грунтовых масс под действием силы тяжести называется оползнем.
Основные причины, которые приводят к потере устойчивости откосов:
Увеличение внешней нагрузки на откос;
Устранение естественной опоры массивов грунта вследствие разработки котлованов и т.д.;
Устройство недопустимо крутого откоса;
Влияние взвешивающего действия воды на грунт основания;
Увеличение гидродинамического давления воды, выходящей через поверхность откоса.
Различают следующие основные формы нарушения общей устойчивости откосов насыпей и выемок:
Скольжение по кривой или плоской поверхности;
Выдавливание грунта из под подошвы откоса;
Расползание грунта по основанию насыпи.
При расчете устойчивости откосов на скольжение используют следующие расчетные схемы:
Кругло-цилиндрической поверхности скольжения (КЦПС);
Плоских поверхностей скольжения (ППС).
Схема КЦПС наиболее широко применяется при оценке устойчивости откосов насыпей и выемок, сложенных однородными грунтами. Схема ППС применяется при определении устойчивости откосов слоистых выемок с заранее установленной формой поверхности скольжения.







Расчет устойчивости откоса насыпи сухого земляного полотна по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения (КЦПС)

Таблица 1.1
· Исходные данные
№ варианта
Н, м
m

·, кН/м3

·, град
С, кПа

14
7
2
20,9
24
16


В основу расчета устойчивости откосов по методу КЦПС положено определение коэффициента устойчивости Ку.

Определим проекцию откоса на горизонтальную плоскость:
В1 = Н·m , м (1.1)
где Н – высота насыпи, равная 10 м;
m – заложение откоса.

Тогда: В1 = 7·2 = 14 м

Определим угол наклона откоса к горизонтальной плоскости:

· = arctg (1/m), град (1.2)

· = arctg(1/2)=26,6 є

Определим безразмерный коэффициент
·ср:

·ср = 13 QUOTE 1415 (1.3)
где Н – высота откоса, равная 7 м;

· – расчетное значение удельного веса грунта, равное 20,9 кН/м3;

· – угол внутреннего трения, 24є;
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
С – сцепление, 16 кПа.

Тогда:

·ср = 13 QUOTE 1415 = 0,41

Определим координаты центра поверхности вращения:
x = x0
· H, м (1.4)
y = y0
· H, м
где x0, y0 – относительные координаты центра опасной дуги скольжения, которые определяются по графику Ямбу.
x0 = 1,17
y0 = 1,56

Тогда:
x = 1,17
· 10
·= 11,7м
y = 1,56
· 10 = 15,6 м

Вычислим радиус поверхности вращения:
R =13 QUOTE 1415, м (1.5)
R = 13 QUOTE 1415= 19,5 м
Начинаем вычерчивать схему определения устойчивости откоса по методу КЦПС на листе формата А3 в масштабе 1:100. Из найденного центра О (через координаты x и y) проводим расчетную дугу скольжения через нижнюю бровку откоса насыпи с радиусом R= 19,5 м.
Полученный таким образом откос обрушения делим на расчетные блоки вертикальными сечениями. Ширину блоков принимаем примерно одинаковыми. Назначенные границы блоков проходят через точки перелома линии поперечного профиля откоса и через точки пересечения различных слоев, слагающих откос, с поверхностью скольжения.

Определим угол
· по формуле:

· = arccos (13 QUOTE 1415) + arcsin (13 QUOTE 1415), град (1.6)

· = arccos (13 QUOTE 1415) + arcsin (13 QUOTE 1415) = 63,83 + 36,87 = 100,7 є

Определим угол
·:

· = arctg (13 QUOTE 1415), град (1.7)

· = arctg (13 QUOTE 1415) = 75,02°

Определим длину поверхности вращения:
L =
·
· R
·13 QUOTE 1415 , м (1.8)
L = 3,14159
· 19,5
· 13 QUOTE 1415 = 34,27 м
Дальнейшие расчеты сводим в таблицу 1.2
















Таблица 1.2 – Результаты расчета
№ блока
Средняя высота блока,
hi ,м
Ширина блока,
bi , м
Объем блока, Vi=hi
·bi
·1, м3
Вес блока, Pi=Vi
·
·, кН
Длина плеча,
Xi , м
Момент, Pi
·Xi, кН
·м

1
2
3
4
5
6
7

1
1,0
1,7
1,7
35,53
-10,85
-385,50

2
3,0
2,0
6
125,4
-9,0
-1128,6

3
4,95
2,0
9,9
206,91
-7,0
-1448,37

4
6,6
2,0
13,2
275,88
-5,0
-1379,4

5
8,1
2,0
16,2
338,58
-3,0
-1015,74

6
9,2
2,0
18,4
384,56
-1,0
-384,56

7
10,3
2,3
23,69
495,12
1,15
569,39

8
10,6
2,0
21,2
443,08
3,3
1462,16

9
10,2
2,0
20,4
426,36
5,3
2259,71

10
9,5
2,0
19
397,1
7,3
2898,83

11
8,5
2,0
17
355,3
9,3
3304,29

12
7,3
2,0
14,6
305,14
11,3
3448,08

13
5,7
2,0
11,4
238,26
13,3
3168,86

14
3,5
2,0
7
146,3
15,3
2238,39

15
1,1
1,2
1,32
27,59
15,9
438,65

СУММА
29,2
201,0
4201,1
-
14046,2


Коэффициент устойчивости определяется по формуле:
Ky = 13 QUOTE 1415 (1.9)
где Pi – вес i-го расчетного блока;
L – длина всей дуги скольжения, м;
xi – плечо от линии действия центра тяжести блока до проекции центра вращения О (рис. 1.1).
Для определения коэффициента устойчивости используем полученные данные из таблицы 1.2
Тогда:
Ky = 13 QUOTE 1415

Откос считаем устойчивым, так как полученное значение Ку = 3,36> 1,3.














К

Изм.

Кол

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



1-70 03 01-Д612-КР-14

Разработал

Минько А.А.

Руководительь

Козловский Д.С.

Консультант



Зав. каф.



Н. контр.




Определение устойчивости откосов насыпей и
глубоких выемок


Стадия

Листов



БрГТУ, кафедра ГТК

1-70 03 01-Д612-КР-14

Лист





Заголовок 1 Заголовок 2Зђ Заголовок 34ђ Заголовок 4iђ Заголовок 5iђ Заголовок 6iђ Заголовок 7iђ Заголовок 8iђ Заголовок 915

Приложенные файлы

  • doc 18468839
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий