Устойчивость откоса обеспечена если

Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах

Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах — Лекция, раздел Механика, Механика грунтов Откосом Называют Искусственно Созданную Поверхность, Ограничи.

Откосом называют искусственно созданную поверхность, ограничивающую природный грунтовый массив, выемку или насыпь (дорожное полотно, дамбы, земляные плотины, котлованы, траншеи, канавы и т.д.).

Склоном называют откос, образованный природным путем и ограничивающий массив грунта естественного сложения.

Выбор оптимальной крутизны откосов при проектировании насыпей и выемок позволяет, с одной стороны, избежать аварии, а с другой – снизить объемы земляных работ, тем самым удешевить строительство.

Основными причинами потери устойчивости откосов и склонов являются:

— устройство недопустимого крутого откоса или подрезка склона, находящегося в состоянии, близком к предельному;

— увеличение внешней нагрузки (складирование материалов на откос или вблизи его бровки, возведение сооружений);

— изменение внутренних сил (увеличение удельного веса грунта при возрастании его влажности или, напротив, влияние взвешивающего давления воды на грунты);

— неправильное назначение расчетных характеристик прочности грунта или снижение его сопротивления сдвигу за счет повышения влажности и других причин;

— проявление гидродинамического давления, сейсмических сил, различного рода динамических воздействий (движение транспорта, забивка свай и т.п.).

Обычно все эти факторы проявляются во взаимодействии., важнейшую роль играет тщательный анализ инженерно-геологической обстановки объекта.

В проектной практике используют большое количество различных методов оценки устойчивости откосов и склонов, изложенных в работах ученых: К.Тертаги, Г. Крея, Д. Тейлора, Р. Р. Чугаева, Н.Н. Маслова, М.Н. Гольдштейна, А.Л. Можевитинова и ряда других. При этом обычно анализируются два типа задач:

1) оценка устойчивости откоса или склона заданной крутизны;

2) определение оптимальной крутизны откоса или склона при заданном нормативном коэффициенте устойчивости. Коэффициент устойчивости определяют по выражению (7.1):

k _st = tg φ / tg φ’ = с / с’ , (7.1)

где φ , с — расчетные значения характеристик сопротивления сдвигу грунта, принятые в проекте по данным геотехнических испытаний;

φ’ , с’ — то же, соответствующие предельному состоянию откоса или склона.

Устойчивость откоса или склона считается обеспеченной (см. лекцию № 6),

Рисунок 23 – Схемы к расчету устойчивости откосов:

а) идеально сыпучего грунта;

б) то же, при действии фильтрационных сил;

в) идеально связного грунта.

если соблюдается условие (6.11):

где k н _st — нормативный коэффициент устойчивости, определяемый по по формуле (6.10) или задаваемый в проекте. Его значение находится в пределах 1,1…1,3.

Если φ не равно 0, а с=0, грунты идеально сыпучие. Рассмотрим равновесие частицы грунта, свободно лежащей на поверхности откоса (Рисунок 23, а).

Поскольку грунт обладает только внутренним трением, устойчивость частицы обеспечена, если сдвигающая сила Т будет равна или меньше удерживающей силы трения Т ‘ . При весе частицы Р и коэффициенте внутреннего трения грунта f = tg φ, это условие примет вид (7.2):

Т = sin α ; Т ‘ = Р cos α tg φ; Т ≤ Т ‘ , (7.2)

Откуда: tg α ≤ tg φ или α ≤ φ , (7.3)

Таким образом, если угол заложения откоса равен или меньше угла внутреннего трения грунта, устойчивость откоса обеспечена.

Необходимо оценить запас устойчивости откоса при этих условиях. В предельном состоянии условие (7.3) примет вид (7.4):

то есть, предельное значение угла заложения откоса в сыпучих грунтах равно углу внутреннего трения грунта. Такое значение α часто называют углом естественного откоса. Тогда, учитывая формулу (7.1), выражение (7.4) можно записать в виде (7.5):

tg φ’ = tg φ / k _st; α = arctg (tg φ / k _st) , (7.5)

k _st = tg φ / tg α , (7.6)

При k _st ≥ k н _st откос обладает необходимым запасом устойчивости.

При проектировании часто требуется определять угол заложения откоса, гарантирующий его устойчивость в соответствии с заданным нормативным коэффициентом устойчивости. В этом случае во второе уравнение формул (7.5) вместо k _st нужно подставить k н _st :

α = arctg (tg φ / k н _st) , (7.7)

Эта тема принадлежит разделу:

Механика грунтов

Кафедра автомобильных дорог.. м е х а н и к а г р у н т о в.. курс лекций..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

КУРС ЛЕКЦИЙ
Для студентов 2 курса о/о (семестр 4) и 3 курса з/о по дисциплине Б2.Б.7.3 «Механика грунтов». Направление подготовки бакалавров: 270800 СТРОИТЕЛЬСТВО. Профиль подготовки АД. Квалификация (степень)

Очная форма обучения
№ п/п Раздел дисциплины, номер лекции, тема и основные вопросы, трудоемкость в часах Форма лекционного занятия &n

Происхождение грунтов. Составные части грунтов
Грунтовые основания. Всякое сооружение расположено на грунтовом основании. Обычно основание состоит из разных типов грунтов, очень редко из грунта одного типа.

Виды воды в грунте
Свойства всех разновидностей грунтов, особенно песчаных, пылеватых и глинистых, самым существенным образом зависят от состава и содержания в них воды. Можно выделить следующие состояния воды в грун

Газообразная составляющая грунта
Содержание воды и газа в грунте зависит от объема его пор: чем больше поры заполнены водой, тем меньше в них содержится газов. В самых верхних слоях грунта газообразная составляющая представлена ат

Структура, текстура и связность грунтов
Структурой грунтов называют их строение, то есть взаимное расположение отдельных минеральных частиц или агрегатов частиц, на которые могут распадаться грунты. Образование структурн

Основные физико — механические характеристики грунтов
К основным физико-механическим характеристикам грунтов относят: плотность грунта; плотность сухого грунта; природную влажность и ряд других, часть из них определяют опытным путем. На основе этих из

Строение оснований
Сооружение редко располагается на одном грунте. Обычно в основании залегают несколько типов грунтов (Рисунок 1). Тогда кроме оценки свойств каждого грунта возникает не менее важная

Лекция № 3
Тема: «Наряженное состояние грунтов основания. Определение напряжений в массивах грунтов» Вопросы: 1 – Основные положения. Расчетная схема взаимодейств

Сооружения и основания
Распределение напряжений в грунтовой толще зависит от многих факторов. Прежде всего к ним относятся: характер и режим нагружения массива, инженерно – геологические и гидрогеологические особенности

Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной нагрузки на его поверхности
Распределение напряжений в основании определяется методами теории упругости. Основание при этом рассматривают как упругое полупространство, бесконечно простирающееся во все стороны

Влияние формы и площади фундамента в плане
Пользуясь выше приведенными формулами и табличными коэффициентами, можно построить эпюры нормальных напряжений σ z по вертикальной оси, проходящей ч

Определение напряжений в массиве грунтов от действия собственного веса
Напряжения, возникающие в массиве грунтов от действия сооружения, накладываются на поле начальных напряжений, сформировавшихся в массиве к моменту строительства. В общем случае начальные напряжения

Определение напряжений по методу угловых точек
По формуле (3.9) можно легко найти вертикальное напряжениеσ z под угловыми точками. Однако, согласно работам Н.А. Цытовича и К.Е.Егорова, этим выражением можно восп

Действие равномерно распределенной
полосовой нагрузки (плоская задача) По мере увеличения отношения длины площади загружения l к ее ширине задача по определению напряжений все с большим осно

Основные положения теории предельного равновесия
Практика показывает, что при определенных условиях может произойти потеря устойчивости части грунтового массива, которая сопровождается разрушением построенного на нем сооружения. К

Оценка напряженного состояния грунта в любой точке, предварительно определив компоненты этих уравнений
В основу теории предельного равновесия положено представление о том, что предельное состояние возникает во всех точках рассматриваемого массива грунтов. Тогда система уравнений, описывающая такое н

На грунты основания
Если грунт обладает связностью, а ступени нагрузки не велики, то начальный участокОаграфика зависимостей s = f (р) на рисунке 17, абудет почти гори

Начальная критическая нагрузка
По определению, начальная критическая нагрузка соответствует случаю, когда в основании под подошвой фундамента в единственной точке под гранью фундамента возникает предельное состоя

Нормативное сопротивление и расчетное давление
Проведенными многочисленными наблюдениями за осадками построенных сооружений было установлено, что если допустить под подошвой центрально-нагруженного фундамента шириной b

Предельная критическая нагрузка
Предельная критическая нагрузка ри соответствует напряжению под подошвой фундамента, при котором происходит исчерпание несущей способности грунтов основания

Расчет основания по несущей способности
Практические способы расчета устойчивости оснований фундаментов и сооружений регламентированы существующими строительными нормами. Исходными данными для таких расчетов являются:

Расчет фундамента на плоский сдвиг
В этом случае выражение (6.1) может быть представлено в виде (6.6): ∑ Fsa ≤ γ c ∑ Fsr. /

Понятие о коэффициенте устойчивости
Во многих случаях при инженерных расчетах оказывается удобно использовать понятие коэффициента устойчивости kst. Коэффициент устойчивост

Вопрос 1 — Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах

Откосом называют искусственно созданную поверхность, ограничивающую природный грунтовый массив, выемку или насыпь (дорожное полотно, дамбы, земляные плотины, котлованы, траншеи, канавы и т.д.).

Склоном называют откос, образованный природным путем и ограничивающий массив грунта естественного сложения.

Выбор оптимальной крутизны откосов при проектировании насыпей и выемок позволяет, с одной стороны, избежать аварии, а с другой – снизить объемы земляных работ, тем самым удешевить строительство.

Основными причинами потери устойчивости откосов и склонов являются:

— устройство недопустимого крутого откоса или подрезка склона, находящегося в состоянии, близком к предельному;

— увеличение внешней нагрузки (складирование материалов на откос или вблизи его бровки, возведение сооружений);

— изменение внутренних сил (увеличение удельного веса грунта при возрастании его влажности или, напротив, влияние взвешивающего давления воды на грунты);

— неправильное назначение расчетных характеристик прочности грунта или снижение его сопротивления сдвигу за счет повышения влажности и других причин;

— проявление гидродинамического давления, сейсмических сил, различного рода динамических воздействий (движение транспорта, забивка свай и т.п.).

Обычно все эти факторы проявляются во взаимодействии., важнейшую роль играет тщательный анализ инженерно-геологической обстановки объекта.

В проектной практике используют большое количество различных методов оценки устойчивости откосов и склонов, изложенных в работах ученых: К.Тертаги, Г. Крея, Д. Тейлора, Р. Р. Чугаева, Н.Н. Маслова, М.Н. Гольдштейна, А.Л. Можевитинова и ряда других. При этом обычно анализируются два типа задач:

1) оценка устойчивости откоса или склона заданной крутизны;

2) определение оптимальной крутизны откоса или склона при заданном нормативном коэффициенте устойчивости. Коэффициент устойчивости определяют по выражению (7.1):

k _st = tg φ / tg φ’ = с / с’ , (7.1)

где φ , с — расчетные значения характеристик сопротивления сдвигу грунта, принятые в проекте по данным геотехнических испытаний;

φ’ , с’ — то же, соответствующие предельному состоянию откоса или склона.

Устойчивость откоса или склона считается обеспеченной (см. лекцию № 6),

Рисунок 23 – Схемы к расчету устойчивости откосов:

а) идеально сыпучего грунта;

б) то же, при действии фильтрационных сил;

в) идеально связного грунта.

если соблюдается условие (6.11):

где k н _st — нормативный коэффициент устойчивости, определяемый по по формуле (6.10) или задаваемый в проекте. Его значение находится в пределах 1,1…1,3.

Если φ не равно 0, а с=0, грунты идеально сыпучие. Рассмотрим равновесие частицы грунта, свободно лежащей на поверхности откоса (Рисунок 23, а).

Поскольку грунт обладает только внутренним трением, устойчивость частицы обеспечена, если сдвигающая сила Т будет равна или меньше удерживающей силы трения Т ‘ . При весе частицы Р и коэффициенте внутреннего трения грунта f = tg φ, это условие примет вид (7.2):

Т = sin α ; Т ‘ = Р cos α tg φ; Т ≤ Т ‘ , (7.2)

Откуда: tg α ≤ tg φ или α ≤ φ , (7.3)

Таким образом, если угол заложения откоса равен или меньше угла внутреннего трения грунта, устойчивость откоса обеспечена.

Необходимо оценить запас устойчивости откоса при этих условиях. В предельном состоянии условие (7.3) примет вид (7.4):

то есть, предельное значение угла заложения откоса в сыпучих грунтах равно углу внутреннего трения грунта. Такое значение α часто называют углом естественного откоса. Тогда, учитывая формулу (7.1), выражение (7.4) можно записать в виде (7.5):

tg φ’ = tg φ / k _st; α = arctg (tg φ / k _st) , (7.5)

k _st = tg φ / tg α , (7.6)

При k _st ≥ k н _st откос обладает необходимым запасом устойчивости.

При проектировании часто требуется определять угол заложения откоса, гарантирующий его устойчивость в соответствии с заданным нормативным коэффициентом устойчивости. В этом случае во второе уравнение формул (7.5) вместо k _st нужно подставить k н _st :

α = arctg (tg φ / k н _st) , (7.7)

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .