Устойчивость откосов задачи решение

Устойчивость откосов задачи решение

Дисциплина «Механика горных пород и грунтов» предусматривает освещение основных законов механики грунтов, методов определения напряжений в грунтах, теории предельного напряженного состояния пород. Рассматривает основные принципы расчета устойчивости оснований и сооружений, откосов и подпорных стенок; условия устойчивости и принципы проектирования подземных сооружений.

Содержание дисциплины. Связь её с другими науками физико – математического и геологического циклов. Краткая история развития «Механики грунтов»; роль отечественных учёных. Современное состояние «Механики грунтов», перспективы её дальнейшего развития. Основные задачи.

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

1. Особенности грунтов оснований как объектов строительства. Модели механического поведения грунтов. Методы решения задач механики грунтов.

2. Особенности деформирования грунтов. Линейные и нелинейные деформации. Упругие и пластические деформации. Объемные и сдвиговые деформации. Ползучесть грунтов. Понятие о фильтрационной консолидации грунтов.

2. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ

1. Характеристики механических свойств грунтов. Основные схемы лабораторных испытаний. Режимы испытания образцов.

2. Деформируемость грунтов. Физические представления. Одноосные испытания. Компрессионные испытания: компрессионная кривая, коэффициент сжимаемости. Понятие о структурной прочности. Трехосные испытания. Модуль деформации грунта, коэффициент бокового расширения, коэффициент бокового давления.

3. Водопроницаемость грунтов. Физические представления. Закон ламинарной фильтрации. Коэффициент фильтрации и методы его определения. Начальный градиент фильтрации. Процессы, развивающиеся в грунтах при фильтрации (фильтрационная суффозия, кольматация). Понятие об эффективных напряжениях и поровом давлении.

4. Прочность грунтов. Физические представления. Методы испытаний. Одноосное испытание. Испытание на одноплоскостной сдвиг. Трехосное сжатие. Закономерности сопротивления сдвигу, закон Кулона. Характеристики сопротивления сдвигу: угол внутреннего трения, удельное сцепление. Понятие о давлении связности. Сопротивление сдвигу при сложном напряженном состоянии. Условие предельного равновесия.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В МАССИВАХ ГРУНТОВ

1. Расчетные схемы взаимодействия сооружений и оснований. Задачи расчета напряжений.

2. Определение напряжений по подошве фундаментов и сооружений (контактная задача). Классификация фундаментов и сооружений по жесткости. Контактные модели основания: местных упругих деформаций, упругого полупространства, упругого слоя ограниченной мощности. Области применения моделей. Контактные напряжения на подошве центрально и внецентренно нагруженных абсолютно жестких фундаментов (сравнение теоретических решений и результатов натурных измерений). Влияние жесткости фундаментов на распределение контактных напряжений. Упрощенное определение контактных напряжений.

3. Определение напряжений в грунтовом массиве от действия местной нагрузки на его поверхности. Общие положения. Распределение напряжений от сосредоточенной силы (задача Буссинеска) и распределенной сосредоточенной нагрузки (задача Фламана). Приближенное определение напряжений от местной нагрузки методом суммирования. Плоская задача: равномерно распределенная и треугольная нагрузки. Главные напряжения, эллипсы напряжений. Пространственная задача: равномерно распределенная нагрузка. Метод угловых точек. Влияние формы и площади фундамента, неоднородности и анизотропии основания на распределение напряжений.

4. Определение напряжений от собственного веса грунтов при различном характере напластования и положении уровня подземных вод.

4. ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ОСНОВАНИЙ СООРУЖЕНИЙ

1. Значение вопроса. Основные положения теории предельного напряженного состояния. Характеристика методов решения задач теории предельного напряженного состояния: строгие, приближенные, инженерные методы.

2. Фазы напряженного состояния грунтов в основании фундаментов. Физические представления. Понятия о начальной критической, предельной критической нагрузках и расчетном сопротивлении основания. Определение начальной критической нагрузки. Нормативное и расчетное сопротивление грунтов основания. Определение предельной критической нагрузки: строгие и приближенные решения. Использование значений критических нагрузок при проектировании оснований и фундаментов.

5. УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ И СКЛОНОВ

1. Общие положения. Причины и формы потери устойчивости откосов и склонов. Характеристика и область применения строгих и приближенных методов расчета устойчивости. Кратковременная и длительная устойчивость склонов.

2. Простейшие задачи. Устойчивость откоса в идеально сыпучих грунтах. Понятие об угле естественного откоса. Влияние на устойчивость фильтрационных сил. Устойчивость вертикального откоса в идеально связных грунтах и грунтах, обладающих трением и сцеплением. Проектирование откосов с заданным нормативным коэффициентом устойчивости.

3. Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов. Расчет устойчивости в предположении плоской поверхности скольжения. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Расчетная схематизация, основные зависимости, техника расчета.

4. Мероприятия по повышению устойчивости откосов и склонов.

6. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТОВ НА ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

1. Общие положения. Конструктивные типы подпорных стенок. Понятие о жестких (массивных) и гибких подпорных стенках.

2. Особенности взаимодействия подпорных стенок с массивом грунта. Активное и пассивное давление. Давление грунта в состоянии покоя. Влияние характера и величины смещений подпорных стенок, их жесткости на распределение давления грунта.

3. Аналитические методы определения активного давления грунта на вертикальную гладкую стенку. Давление сыпучих и связных грунтов. Учет пригрузки, наклона и шероховатости задней грани стенки, наклона поверхности засыпки. Аналитическое определение пассивного давления в предположении плоской поверхности скольжения.

7. ДЕФОРМАЦИИ ОСНОВАНИЙ И РАСЧЕТ ОСАДОК СООРУЖЕНИЙ

1. Значение вопроса. Основные положения. Этапы строительства и эксплуатации сооружений, изменение нагрузок и деформаций основания. Виды деформаций оснований и сооружений. Понятие о стабилизированных и нестабилизированных деформациях.

2. Теоретические основы расчета стабилизированных деформаций оснований. Постановка задачи. Осадки линейно-деформируемого полупространства и слоя грунта ограниченной мощности.

3. Основные предпосылки приближенных методов определения осадок. Понятие о глубине сжимаемой толщи. Идея метода послойного (элементарного) суммирования. Допущения, принимаемые в расчетах. Сжатие элементарного слоя грунта без учета и с учетом возможности бокового расширения. Определение глубины сжимаемой толщи.

4. Практические методы расчета стабилизированных деформаций оснований. Расчет осадки методом послойного суммирования (расчетные зависимости, техника расчета, определение характеристик сжимаемости грунтов). Учет влияния соседних фундаментов и загруженных площадей. Расчет осадки однородных и неоднородных оснований методом эквивалентного слоя (расчетные зависимости, техника расчета). Определение неравномерных осадок, кренов и горизонтальных смещений сооружений.

5. Практические методы расчета осадок оснований во времени. Определение осадки слоистых оснований во времени (расчетные зависимости, техника расчета).

8. РАСЧЕТЫ ДЕФОРМАЦИЙ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД.

Расчет перераспределения напряжений (и деформаций) в массиве пород вокруг подземных полостей. Оценка деформаций пород над подземными полостями, выработанными пространствами и при откачках подземных вод, нефти или газа. Расчет деформаций в котлованах и карьерах. Расчет суффозионных и карстовых провалов на закарстованных территориях

состав, состояние, свойства горных пород, методы расчета напряжений и деформаций

Механика горных пород и грунтов

Строкова Людмила Александровна

Строкова Людмила Александровна

Copyright ©2016.
Tomsk Polytechnic University, All rights reserved.

Сибирский федеральный университет

• Главная
  • О вузе
  • Структура
  • Поступление
  • Новости
  • Обучение
  • Фото
  • Наука
  • Видео
  • Спорт
  • Внеучебная жизнь
  • Университет 4.0
  • International
• Наука
  • Главная
  • Новости
  • Аспирантура
  • Докторантура
  • Научная аттестация
  • Научные мероприятия
  • Научные проекты
  • Гранты и конкурсы
  • Научные лаборатории
  • Инновации, разработки
  • Научные школы
  • Полезные материалы
  • Научный журнал СФУ
• Публикации сотрудников

Аналитический способ расчета устойчивости откоса на слабом основании неограниченной мощности

Перевод названия: Analytical method of calculation of stability slopes at weak bases unlimited capacity

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: коэффициент запаса, safety factor, blade, the base of the blade, the blade power, design scheme, Maximum height, general slope angle, slope limit, отвал, основание отвала, мощность отвала, расчетная схема, предельная высота, генеральный угол откоса, предельный откос

Аннотация: При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом и отсыпке вскрышных пород во внешние и внутренние отвалы часто возникает задача определения устойчивости откосов, расположенных на слабом основании большой мощности. Существующие способы решения данной задачи зачастую графические, обладают рядом недостатков, которые устраняются в предложенном аналитическом способе расчета. Результаты наблюдений за деформациями карьерных откосов на ряде месторождений Казахстана, выполненных авторами, позволили создать модель деформирования откосов на слабом основании и выявить форму и местоположение потенциальной поверхности скольжения. Показано, что потенциальная поверхность скольжения в откосах, расположенных на слабом основании большой мощности, может аппроксимироваться дугами трех окружностей разных радиусов. На основе положений теории предельного равновесия разработан аналитический способ расчета параметров предельного откоса. Реализация решения задачи на ЭВМ значительно облегчает расчеты и анализ по обоснованию параметров устойчивых откосов, что дает способу заметные преимущества по сравнению с существующими графическими решениями. Для оценки точности разработанного способа расчета были выполнены поверочные расчеты параметров предельного откоса на участках оползней бортов Тургайского бокситового рудоуправления предлагаемым аналитическим способом и численно аналитическим способом профессора П.С. Шпакова. Сравнительные результаты решения аналитическим и численноаналитическим способами показали, что результаты расчетов не сильно отличаются друг от друга (в пределах 3%). In the development of mineral deposits by open pit and dumping overburden in the external and internal piles often arises the problem of determining the stability of slopes, located on low basis high power. The existing methods for solving this task, often graphic, have a number of disadvantages which are eliminated in the proposed analytical method of calculation. The results of observations of the pit slope deformations on the number of fields in Kazakhstan, carried out by the authors, has allowed to create a model of deformation of slopes on a weak base and identify the shape and location of the potential surface of sliding. It is shown that the potential slip surface in slopes located on a weak base big capacity, can approximiately three arcs of circles of different radii. On the basis of the provisions of the limit equilibrium theory to develop an analytical method of calculating the parameters of the marginal slope. The implementation of the decision of tasks on the computer greatly facilitates the calculations and analysis of the justification of the parameters of stable slopes, giving way noticeable advantages over existing graphics solutions. To assess the accuracy of the developed method of calculation were performed confirmatory calculations of the parameters of the limiting slope at the sites of landslides sides Turgay bauxite ore proposed analytical method and numerical analytical method of Professor P.S. Shpakov. Comparative results of analytical solution and numerical-analytical methods showed that the results of the calculations are not much different from each other (within 3%)

Издание

Журнал: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал)

ПроСопромат.ру

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Устойчивость откосов по теории предельного равновесия

Для грунтов, обладающих и внутренним трением (φ≠0), и сцеплением (с≠0) задача оказывается наиболее сложной. Ниже приводятся результаты ее решения, полученные проф. В.В.Соколовским.

1. Определено максимальное давление на горизонтальную поверхность массива грунта, при котором откос данного очертания остается в равновесии:

, где, а — это безразмерная величина предельного давления, которая принимается в зависимости от φ, α и относительной координаты (рис.1).

Рис 1

Координаты равноустойчивых откосов принимаются в безразмерных единицах:

Рис 2.

2. Определена форма равноустойчивого откоса предельной крутизны. Очертания равноустойчивого откоса строят, начиная с его верхней кромки. Горизонтальная поверхность равноустойчивого откоса может нести равномерно распределенную нагрузку интенсивностью:

Если рассматривать как давление слоя грунта, то есть , то

Тема урока: Способы решения экологических проблем в рамках концепции «устойчивость и развитие»

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Зам. директора по УВР ГБПОУ ЭМК

______________Майсурадзе Г.Ш.

«___»__________________2016г.

Тема урока: Способы решения экологических проблем в рамках концепции «устойчивость и развитие»

Цели урока: Организовать познавательную деятельность обучающихся. Показать практическую значимость изучения нового материала, привлечь внимание и вызвать интерес к изучению новой темы. Дать обучающимся конкретное представление об изучаемом вопросе.

Тип урока: комбинированный.

Метод ведения урока: лекция, беседа.

Организационный момент.

Перекличка, постановка целей.

Опрос по пройденной теме.

Какие основные экологические требования ?

Природоохранные органы делятся на?(две группы)

Какие две группы?

Изложение новой темы( лекция, беседа)

Целью данного проекта является улучшение экологической ситуации. Задача проекта – постепенное решение экологических проблем предложенными методами.

Ухудшение экологической ситуации охватывает различные сферы жизни и деятельности человека. По данным продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, Всемирной организации здравоохранения (World Health Organization), Корнельского университета (США) и научно-практического медицинского центра ВО (Россия), 90% зерновых культур и от 60 до 80% овощей в разных странах идет на корм сельскохозяйственным животным; для получения 1 кг говядины расходуется приблизительно 10 кг зерна, свинины – 9,2 кг зерновых и других культур, а для выращивания 1 кг мяса птицы – 3 кг зерна; 90% процентов пресной воды на планете используется на нужды сельского хозяйства; на орошение пастбищ требуется в 12 раз больше воды, чем на выращивание овощей. Отходы жизнедеятельности животных, антибиотики, гормоны, химикаты для выделки шкур, удобрения и пестициды для опрыскивания полей являются главными загрязнителями воды.

Выпас сельскохозяйственных животных приводит к деградации почв: в настоящее время около 20% пастбищ в мире деградированы. Под новые пастбища и кормовые поля вырубаются леса, что является основной причиной обезлесения планеты, особенно в Латинской Америке, где 70% пастбищ для выпаса скота в прошлом были заняты лесами.

Множество сельскохозяйственных животных на фермах во всём мире производят огромное количество метана, который является одним из основных газов, вызывающих парниковый эффект. Метан образуется при ферментативных процессах, происходящих при усваивании пищи жвачными животными. Ученые утверждают, что каждая молекула метана в 20 раз эффективнее углекислого газа в процессе накопления тепла в атмосфере. Статистические данные, полученные Агенством по защите окружающей среды (The Environmental Protection Agency) показывают, что животноводческое сельское хозяйство – самый мощный источник выделения тепла в атмосферу в США. В мире насчитывается 1,3 млрд. коров и каждая выделяет 200 л метана в день. В целом коровы на земном шаре выделяют 100 млн. т метана; овцы, козы, лошади, верблюды – 40 млн. т.

Хотя метан оказывает большее влияние на глобальное потепление климата, выбросы углекислого газа также нельзя недооценивать. Животноводческое сельское хозяйство – один из основных источников этого газа. Выращивание огромных количеств зерновых культур для питания сельскохозяйственных животных; последующее их убийство, обработка, транспортировка и
хранение – процессы требующие невероятных энергетических затрат.

При сравнении оказывается, что земля будет использоваться примерно в 10 раз экономнее, если заниматься не животноводством, а земледелием. Выращивая скот на мясо, человечество нерационально расходует ресурсы планеты. Так, например, в России предусматривается производить 1 т зерна на одного человека. Но из неё непосредственно для питания предназначено только 10 % в виде хлеба, круп и т. д., а 90 % этого зерна идет на корм животным. Сельское хозяйство затрачивает огромные усилия, чтобы давать необходимое количество продукции и в то же самое время отравляет эту продукцию нитратами, чтобы увеличить ее объем. А ведь можно было бы производить в 10 раз меньше продуктов растениеводства, а, следовательно, не использовать различные методы интенсификации производства, столь вредные для здоровья людей.

Устойчивое развитие должно учитывать необходимость информирования населения о смысле и важности употребления в пищу преимущественно продуктов растительного происхождения, что, по мнению большинства учёных, благотворно влияет как на состояние окружающей среды, так и на здоровье людей. С точки зрения экологии, экономики, биоэнергетики гораздо более рациональным является развитие растениеводства, а не животноводства.

Улучшение экологической ситуации требует скоординированных усилий государственных органов власти, хозяйственных руководителей, привлечения серьезных научных исследований и работы общественных организаций. В настоящее время требуется:

Создание экологически чистых материалов, производств и новых видов топлива. Для этого необходимо приоритетное финансирование научных исследований данного направления.

Формирование системы вывоза и утилизации бытовых и промышленных отходов. Такая система включает в себя организацию дифференцированного сбора мусора в деревнях и городах, создание предприятий по вторичной переработке сырья. Организацию государственного контроля за соблюдением санитарных норм.

Снижение избыточного потребления природных ресурсов. Для этого в частности свести к минимуму упаковочные материалы (бумага, полиэтилен и др.), внедрять энергосберегающие технологии.

С целью оздоровления экономики, решения ряда экологических проблем и улучшения здоровья граждан – постепенное уменьшение потребления мясных продуктов и замена их высококачественными растительными.

Принятие государственных законов о содержании домашних и сельскохозяйственных животных. Воспитание в гражданах чувства ответственности и сострадания к животным.