Тема: Устойчивость массивов грунта при оползнях, причины нарушения устойчивости

Лекция № 7.

Ключевые слова: Фундаменты в вытрамбованных котлованах, фундаменты на набухающих грунтах.

Устойчивость откосов и склонов. 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.

Рассмотрим схему расчета устойчивости откоса по кругло-цилиндрическим поверхностям скольжения (рис. 7.1.). Предпо­ложим, что центр круглоцилиндрической поверхности скольже­ния находится в точке О. Сумма моментов всех сил относительно точки О должна быть равна нулю, т. е. . Разобь­ем призму ABC на ряд отсеков, условно примем точку прило­жения веса каждого отсека на пересечении дуги сколь­жения с линией действия веса отсека. Силы взаимодействия по вертикальным граням отсеков не рассматриваются, так как при­нимается, что они равны по величине и противоположны по на­правлению. Силы веса отсеков разложим по двум направлени­ям: по радиусу вращения и перпендикулярно ему. Составим уравнение равновесия с учетом сил сцепления, непрерывных по образующей круглоцилиндрической поверхности скольжения:

, (7.1.)

где L — длина дуги скольжения; tg — коэффициент трения; с — сцепление грунта.

Сократим это выражение на R:

. (7.2.)

Отношение моментов сил, удерживающих откос в состоянии равновесия, к моменту сил, сдвигающих откос, называется ко­эффициентом устойчивости откоса, т. е.

Рис. 7.1. Определение ус- Рис. 7.2. Определение

Дата добавления: 2015-06-04