1clean-house.ru

Строительный журнал
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение устойчивости откоса методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Метод круглоцилиндрических поверхностен скольжения широко при­меняется на практике, так как дает некоторый запас устойчивости и ос­новывается на опытных данных о форме поверхностей скольжения при оползнях вращения, которые на основании многочисленных замеров в натуре принимают за круглоцилиндрические, при этом самое невыгодное их положение определяется расчетом. Принятие определенной формы поверхностей скольжения и ряда других допущений (о чем будет сказано ниже) делает этот метод приближенным.

Рис. 4.18. К расчету устойчивости откоса по круглоцилиндрическим по­верхностям скольжения: а —схема действия сил;

Допустим, что центр круглоцилиндрической поверхности скольжения оползающей призмы находится в точке О (рис. 4.18, а). Уравнением равновесия будет ΣМ = 0. Для составления уравнения моментов относительно точки вращения О разбивают призму скольжения ABC вертикальными сечениями на ряд отсеков и принимают вес каждого отсека условно приложенным в точке пересечения веса отсека Рi с соответствующим отрезком дуги сколь­жения, а силами взаимодействия по вертикальным плоскостям отсека (считая, что давления от соседних отсеков равны по величине, а по направлению противоположны) пренебрегают. Раскладывая далее силы веса Pi на направление радиуса вращения и ему перпендикулярное, составляют уравнение равновесия, приравнивая нулю момент всех сил относительно точки вращения:

Сокращая это выражение на R, получим

Здесь L — длина дуги скольжения АС; φ, с — угол внутреннего трения и сцепление грунта; Ti и Ni — составляющие давления от веса отсеков, определяемые графически или вычисляемые по замерам углов αi:

За коэффициент устойчивости откоса принимают отношение момента сил удерживающих к моменту сил сдвигающих, т. е.

(4.14)

Однако решение поставленной задачи определением коэффициента устойчивости для произвольно выбранной дуги поверхности скольжения не заканчивается, так как необходимо из всех возможных дуг поверхностей скольжения выбрать наиболее опасную. Последнее выполняется путем попыток, задаваясь различными положениями точек вращения О.

Рис. 4.18. К расчету устойчивости откоса по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения: б – положение опасных дуг скольжения;

Для ряда намеченных центров дуг поверхностей скольжения (Ol О2; О3 — рис. 4.18, б) определяют необходимое по условию устойчивости сцепление, соответствующее предельному равновесию заданного откоса, по выражению, вытекающему из соотношения (у2), а именно:

(4.15)

Далее, из всех возможных центров скольжения выбирают тот, для которого требуется максимальная величина сил сцепления. Этот центр принимают за наиболее опасный и для него по формуле (4.14) вычисляют коэффициент устойчивости η.

Обычно считают, что при значении η≥ 1,1 – 1,5 откос будет устойчивым.

Формула (4.14) будет справедлива лишь для тех случаев, когда дуга по­верхности скольжения во всех своих частях является ниспадающей в сторону возможного смещения откоса или когда все отсеки кривой скольжения располагаются по одну сторону от направления вертикального радиуса О А (рис. 4.18, в).

Рис. 4.18. К расчету устойчивости откоса по круглоцилиндрическим по­верхностям скольжения: в – схема сил, действующих по поверхности скольжения

Если обозначить сдвигающие силы, направленные в сторону скольжения (сдвига), Т i сдв , а сдвигающие силы, направленные в сторону, противоположную направлению смещения (например, Т4 и Т5 по рис. 4.18, в), и удерживающие откос от скольжения, Тiуд то формула (4.14) примет такой вид:

По выражению (4.14′) и следует определять коэффициент устойчивости откосов и склонов при расчетах по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Однако, как показывают соответствующие расчеты, метод круг-лоцилиндрических поверхностей скольжения дает в ряде случаев несколько завышенный запас, а главное – в нем не учитываются усилия, действующие на вертикальные грани отсеков, что делает весь расчет приближенным и вызывает необходимость принятия дополнительных допущений.

Некоторые усовершенствования и упрощения расчетов по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения (введение переменности масштаба, но в прежней постановке задачи) внесены проф. Г. И. Тер-Степаняном и проф. М. Н. Гольдштейном, причем коэффициент устойчивости рекомендуется определять по выражению

где А и В — коэффициенты, зависящие от геометрических размеров сползающего клина, выраженные в долях от высоты откоса h; значения этих коэффициентов по вычислениям М. Н. Гольдштейна, приведены в таблицах.

Из выражения (4.16)

По формулам (4.16) и (4.16′) и данным таблиц легко вычисляют значения коэффициента устойчивости откоса η и предельную высоту откоса h при принятом коэффициенте устойчивости.

Для грунтов связных с незначительным углом внутреннего трения (при φ

Дата добавления: 2015-01-29 ; просмотров: 699 ; Нарушение авторских прав

Укажите правильное определение коэффициента устойчивости откоса

Укажите условие устойчивости свободного откоса для идеально связанного грунта.

Укажите условие устойчивости свободного откоса для идеально сыпучего грунта

α=φ угол заложения откоса не должен превышать угла внутреннего трения

Читать еще:  Отделка дома кирпичом с рисунком

, h-мах высота устойчивого откоса с вертикальной стенкой.

3. Какой метод определения устойчивости откосов является наиболее универсальным?

4. Какое допущение из перечисленных ниже не относится к методу круглоцилиндрических поверхностей при определении устойчивости откосов?

Поверхность скольжения при обрушении круглоцилиндрической поверхности, отдельные блоки не оказывают давления друг на друга

6.Какое уравнение для определения коэффициента устойчивости откоса является правильным?

Лекция 11 Определение давления грунта на подпорные сооружения.

1. Какой тип подпорной стенки назван не правильно?

Подпорные стены по конструктивному решению подразделяются на массивные, тонкостенные и парусноготипа.

Массивные подпорные стены имеют примерно одинаковые размеры по высоте и ширине.

Устойчивость тонкостенных подпорных стен обеспечивается собственным весом стены и фунта, вовлекаемого конструкцией стены в работу, либо защемлением стен в основание (гибкие подпорные стены и шпунтовые ограждения). Тонкостенные подпорные стены: а — консольные; б — с анкерными тягами; в — контрфорсные

Схема подпорных стен парусного типа: а — с опорами из пневматических свай; б — с опорами из свай-оболочек; 1 — парус — гибкое полотнище; 2 — свая (свая-оболочка); 3 — анкерная плита

Подпорные сооружения: 1) с 2 вертикалями; 2) с вертикальной лицевой и наклонной тыльной; 3) с наклонной лицевой и вертикальной тыльной; 4) с наклоном обеих сторон в сторону засыпки; 5) с вертикальной лицевой и ступенчатой тыльной (сборное подпорное сооружение); 6)тонкостенные подпорные стенки углового типа; 7) заанкеренные подпорные и шпунтовые стенки.

2. Какое давление грунта на подпорное сооружение называется активным?

Активное давление возникает при значительных перемещениях конструкции в направлении давления и с образованием плоскостей скольжения в грунте, соответствующих его предельному равновесию

Давление со стороны грунта, находящегося в предельном состоянии по направлению смещения сооружения .

3. Какое давление грунта на подпорное сооружение называется пассивным?

пассивное давление (Ер), появляющееся при значительных перемещениях конструкции в направлении, противоположном направлению давления и сопровождающееся началом «выпора грунта».

Пассивное давлениевозникает при перемещении подпорной стенки в сторону грунта засыпки

4. Какое допущение при определении давления грунта на подпорное сооружение практическими методами сформулировано не верно?

Активное и пассивное давление опред. исходя из предположения, что грунт находится в пред. напряженно-деформируемом сост. (т.е. в случае отсутствия подпорной стенки произойдёт обрушение откосов). Поэтому точные решения могут быть получ. по теории ПНС.

1. Поверхность скольжения призмы обрушения принимается плоской

2. Задняя стенка подпорного сооружения вертикальная

3. Засыпка грунта горизонтальная

4. Трением грунта о подпорную стенку пренебрегаем

5. Какое из уравнений для определения пассивного давления идеально сыпучего грунта на подпорное сооружение является верным?, где к-т пассивного давления

6. Какое из уравнений для определения активного давления идеально сыпучего грунта на подпорное сооружение является верным? , где к-т активного давления:

Лекция 12 Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов

|следующая лекция ==>
Укажите основные условия принципа линейной деформируемости грунта|Выберите правильное выражение для определения осадки однородного линейно-деформируемого полупространства

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Данная задача имеет широкое практическое применение, так как часто необходимо ответить на вопрос о том, не обрушится ли откос под действием собственного веса грунта, а также при размещении на нем здания, транспортного средства или строительной машины (подъемного крана, трубоукладчика и т.п.).

Решение указанной задачи возможно различными методами. Достаточно широкое распространение получил метод, основанный на допущении круглоцилиндрических поверхностей скольжения, которые образуются в момент потери устойчивости откоса.

Практика свидетельствует о том, что сдвиг массива грунта, потерявшего устойчивость, происходит по поверхности близкой к круглоцилиндрической с центром С (рис.1).

В процессе расчета выявляется такое положение центра вращения, которое соответствует минимальному значению коэффициента запаса устойчивости k.

Коэффициент запаса устойчивости определяется как отношение суммы моментов всех сил, удерживающих грунт от смещения, относительно центра вращения Mуд к сумме моментов всех сил, сдвигающих грунт, относительно того же центра Mсдв.

Удерживающие и сдвигающие силы показаны на схеме, представленной на рис.2.

Сила Fi равна сумме веса блока грунта в пределах i-го участка и нагрузки, приложенной к поверхности в пределах i-го участка. Толщина блока в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа, равна 1 м.

где — удельный вес грунта в кН/м 3 , равный произведению плотности грунта на ускорение свободного падения g»10м/сек 2 .

Рис. 2. Схема сил, действующих на поверхности сдвига, в пределах i-го участка

Сдвигающая составляющая равна

Удерживающая составляющая обусловлена действием сил трения и сцепления и определяется по формуле

Так как плечо сил равно R, то коэффициент запаса устойчивости равен

Читать еще:  Как отделать угол дома кирпичом

Пример 2. Проверить устойчивость склона, используя данные варианта 5 (табл. 1.2).

Исходные данные и результаты расчета представлены в табл. 1.5.

zc, мxc, мa, мb, мH, мc, кПАj, градg, кН/м 3
R, мtgjxA, мn
8,540,5778,315,31
ihitgaisinaicosaipiFуд.,iFсдв.,i
5,790,4490,4090,91272,047,5
5,260,6190,5260,85063,455,4
4,530,8410,6430,76597,4122,8
3,541,1720,7600,64979,4130,0
2,091,8320,8770,47932,536,7
S344,7392,5
k0,9

В табл.1.5 указано количество блоков n, на которые разделен массив грунта в зоне предполагаемого сдвига:

Координата xA точки пересечения поверхности сдвига с горизонтальной поверхностью грунтового массива может быть определена по формуле

Радиус R определяется по формуле

Высота блока hi равна

Значения тригонометрических функций, используемых в расчетах, можно определить по формулам

Вопросы к экзамену.

1. Составные элементы грунтов.

2. Виды твердых частиц грунта.

3. Грунтовая вода и ее виды.

4. Структурные связи и строение грунтов.

5. Классификационные показатели грунтов.

6. Определение наименования сыпучих и пылевато-глинистых грунтов.

7. Сжимаемость грунтов. Характеристики сжимаемости грунтов. Закон уплотнения. Компрессионные испытания грунтов.

8. Фазы напряженного состояния грунтов при возрастании нагрузки.

9. Водопроницаемость грунтов. Закон Дарси. Начальный градиент в глинистых грунтах.

10. Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе.

11. Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона для сыпучих и пылевато-глинистых грунтов.

12. Условия предельного равновесия (условия прочности) сыпучих и связных грунтов.

13. Испытания грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии.

14. Структурно-фазовая деформируемость грунтов. Принцип линейной деформируемости.

15. Особенности физико-механических свойств структурно неустойчивых просадочных грунтов.

16. Распределение напряжений в грунтовой толще от действия сосредоточенной силы. Способ элементарного суммирования.

17. Распределение напряжений в грунтовой толще от распределенной нагрузки.

18. Применение метода угловых точек для определения напряжений в грунтовой толще.

19. Влияние площади загрузки на распределение напряжений в грунтах.

20. Распределение напряжений в случае плоской задачи при действии равномерно распределенной нагрузки. Главные напряжения.

21. Контактная задача. Влияние жесткости фундамента на характер распределения контактных давлений под его подошвой.

22. Распределение напряжений в слое грунта ограниченной мощности на несжимаемом основании.

23. Распределение напряжений от собственного веса грунта.

24. Дифференциальные уравнения равновесия грунтов в предельном состоянии.

25. Начальная критическая нагрузка на грунт. Расчетное сопротивление грунта. Определение расчетного сопротивления грунта по нормативным документам.

26. Предельная критическая нагрузка для сыпучих и связных грунтов.

27. Проверка прочности грунтового основания с использованием нормативных документов.

28. Устойчивость свободных откосов и склонов. Предельный угол откоса сыпучих грунтов. Предельная высота вертикального откоса для идеально связанного грунта.

29. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

30. Расчет подпорных стенок при наличии сыпучих и связных грунтов. Активное и пассивное давление грунта на подпорную стенку.

31. Давление грунтов на трубопроводы при различных способах их прокладки.

32. Виды и причины деформаций грунтов.

33. Упругие деформации грунтов и методы их определения: метод общих упругих деформаций и метод местных упругих деформаций.

34. Определение осадки слоя грунта при сплошной нагрузке.

35. Предпосылки теории фильтрационной консолидации. Дифференциальное уравнение одномерной задачи теории фильтрационной консолидации.

36. Определение осадок фундаментов по методу послойного элементарного суммирования. Основные предпосылки метода.

37. Расчет осадок фундаментов по методу эквивалентного слоя грунта..

38. Изменение осадки во времени.

39. Расчет осадок фундаментов на слоистой толще грунтов. Теоремы о среднем относительном коэффициенте сжимаемости и среднем коэффициенте фильтрации.

40. Изменение свойств грунтов при динамических воздействиях.

1. Цытович Н.А. Механика грунтов. – М.: Высшая школа, 1983.

2. Далматов Б.И. Механика грунтов.– М.: Изд-во АСВ, 2000.

3. Механика грунтов, основания и фундаменты : учеб. пособие / С. Б. Ухов [и др.] ; под ред. С. Б. Ухова. — 2-е изд., стер. — Москва : Изд-во АСВ, 2005. — 524 с. : ил. — Библиогр.: с. 520-521.

4. Бартоломей А.А. Механика грунтов. Учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2004.

5. Механика грунтов, основания и фундаменты : учеб. пособие / С. Б. Ухов [и др.]; под ред. С. Б. Ухова. — Изд. 4-е, стер. — Москва : Высш. шк., 2007. — 566 с. : ил. — Библиогр.: с. 562-563.

6. Механика грунтов, основания и фундаменты [Электронный ресурс] : (включая специальный курс инженерной геологии) : учебник / Б. И. Далматов. — Изд. 3-е, стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2012. — 416 с. : ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература).

7. Механика грунтов. Основания и фундаменты [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. И. Догадайло, В. А. Догадайло. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Юриспруденция, 2012. — 191 с.

Читать еще:  Кирпич для облицовки дома марка

8. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. – М.: Стандартинформ, 2013.

9. Свод правил СП 22.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений). – М.: 2011.

10. Свод правил по проектированию и строительству. СП 50-101-2004. Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. – М.: ФГУП ЦПП, 2005.

Расчет устойчивости откоса по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения. – 114

Расчет коэффициента устойчивости выполняется по двум методам:
1) метод кругло-цилиндрических поверхностей скольжения.
2) метод касательных сил (для призм с произвольной поверхностью скольжения).

Коэффициент устойчивости и оползневое давление определяются с учетом внешних нагрузок (сосредототоченные, распределенные силы, сейсмичность), анкеров (преднатяжение и сцепление по корню), нагелей (сцепление по боковой поверхности). С помощью программы можно определить положение круглоцилиндрической поверхности скольжения с минимальным коэффициентом устойчивости, или с допустимым коэффициентом устойчивости при максимальном объеме призмы сдвига.

Расчет устойчивости откоса по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения.

Меры по увеличению устойчивости откосов

Если откос не устойчив, необходимо принимать меры по увеличению его устойчивости:

А- уположение откоса

Б- поддержание откоса подпорной стенкой

В- осушение грунтов откоса

Г- закрепление грунтов в откосе.

Методы расчета откосов

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= Picosαi;
PQi = Pisinαi.

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.

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:

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::

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 1123 ; Мы поможем в написании вашей работы!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector