Общие положения
Откосом называется искусственно созданная поверхность, ограничивающая природный грунтовый массив, выемку или насыпь. Откосы образуются при возведении различного рода насыпей (дорожное полотно, дамбы, земляные плотины и. т.д.), выемок (котлованы, траншеи, каналы, карьеры и .п.) или при перепрофилировании территорий.
Склоном называется откос, образованный природным путем и ограничивающий массив грунта естественного сложения.
При неблагоприятном сочетании разнообразных факторов массив грунтов, ограниченный откосом или склоном, может перейти в неравновесное состояние и потерять устойчивость.
Основными причинами потери устойчивости откосов и склонов являются:
устройство недопустимо крутого откоса или подрезка склона, находящегося в состоянии, близком к предельному;
увеличение внешней нагрузки (возведение сооружений, складирование материалов на откосе или вблизи его бровки);
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, например повышения влажности;
проявление гидродинамического давления, сейсмических сил, различного рода динамических воздействий (движение транспорта, забивка свай и. т.п.).
Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов
В проектной практике применяются инженерные методы расчета устойчивости, содержащие различного рода упрощающие предположения. Наиболее распространенный из них – метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения, относящий к схеме плоской задачи.
Рис. 1. Схема к расчету устойчивости откосов методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения: а) – расчетная схема; б) – определение положения наиболее опасной поверхности скольжения; 1, 2, … - номера элементов.
Этот метод был впервые применен К. Петерсоном в 1916 г. для расчета устойчивости откосов (тогда и долгое время назывался методом шведского геотехнического общества).
Рассмотрим широко используемую модификацию этого метода. Предположим, что потеря устойчивости откоса или склона, представленного на рис. 1, а, может произойти в результате вращения отсека грунтового массива относительно некоторого центра . Поверхность скольжения в этом случае будет представлена дугой окружности с радиусом r и центром в точке . Смещающийся массив рассматривается как недеформируемый отсек, все точки которого участвуют в общем движении. Коэффициент устойчивости принимается в виде
, (1)
где и - моменты относительно центра вращения всех сил, соответственно удерживающих и смещающих отсек.
Для определения входящих в формулу (1) моментов отсек грунтового массива разбивается вертикальными линиями на отдельные элементы. Характер разбивки назначается с учетом неоднородности грунта отсека и профиля склона так, чтобы в пределах отрезка дуги скольжения основания каждого i-го элемента прочностные характеристики грунта j и с были постоянными. Вычисляются силы, действующие на каждый элемент: вес грунта в объеме элемента и равнодействующая нагрузки на его поверхность . При необходимости могут быть также учтены и другие воздействия (фильтрационные, сейсмические силы и т.д.). Равнодействующие сил считаются приложенными к основанию элемента и раскладываются на нормальную и касательную составляющие к дуге скольжения в точке их приложения. Тогда
; (2)
Соответственно момент сил, вращающих отсек вокруг 0, определился как
(3)
где п – число элементов в отсеке.
Принимается, что удерживающие силы в пределах основания каждого элемента обусловливаются сопротивлением сдвигу за счет внутреннего трения и сцепления грунта. Тогда с учетом выражения для закона кулона можно записать
, (4)
где - длина дуги основания i-го элемента, определяемая как . Здесь - ширина элемента)
Отсюда момент сил, удерживающих отсек, будет иметь вид
. (5)
Учитывая формулу (1), окончательно получим
. (6)
При устойчивость отсека массива грунта относительно выбранного центра вращения 0 считается обеспеченной. Основная сложность при практических расчетах заключается в том, что положение центра вращения 0 и выбор радиуса r, соответствующие наиболее опасному случаю, неизвестны. Поэтому обычно проводится серия таких расчетов при различных положениях центров вращения и значениях r. Чаще всего наиболее опасная поверхность скольжения проходит через нижнюю точку откоса или склона. Однако если в основании залегают слабые грунты с относительно низкими значениями прочностных характеристик j и с, то это условие может не выполняться.
Один из приемов нахождения наиболее опасного положения поверхности скольжения заключается в следующем. Задавясь координатами центров вращения 01
, 02
, …, 0n
на некоторой прямой, определяют коэффициенты устойчивости для соответствующих поверхностей скольжения и строят эпюру значений этих коэффициентов (рис.1,б). Через точку 0min
, соответствующую минимальному коэффициенту устойчивости, проводят по нормали второй отрезок прямой и, располагая на нем новые центры вращения , , …, вновь оценивают минимальное значение коэффициента устойчивости. Тогда и определит положение наиболее опасной поверхности скольжения. При устойчивость откоса или склона будет обеспечена.
Мероприятия по повышению устойчивости откосов и склонов.
Одним из наиболее эффективных способов повышения устойчивости откосов и склонов является их выполаживание или создание уступчатого профиля с образованием горизонтальных площадок (берм) по высоте откоса. Однако это всегда связано с увеличением объемов земляных работ. При относительно небольшой высоте откосов может оказаться эффективной пригрузка подошвы в его низовой части или устройство подпорной стенки, поддерживающей откос. Положительную роль также играют закрепление поверхности откоса одерновкой, мощением камнем, укладкой бетонных или железобетонных плит.
Важнейшим мероприятием является регулирование гидрогеологического режима откоса или склона. С этой целью сток поверхностных вод перехватывается устройством нагорных канав, отведением воды с берм. Подземные воды, высачивающиеся на поверхности откоса или склона, перехватываются дренажными устройствами с отведением вод в специальную ливнесточную сеть.
При необходимости разрабатываются сложные конструктивные мероприятия типа прорезания потенциально неустойчивого массива грунтов системой забивных или набивных свай, вертикальных шахт и горизонтальных штолен, заполненных бетоном и входящих в подстилающие неподвижные части массива. Используется также анкерное закрепление неустойчивых объемов грунта, часто во взаимодействии с подпорными стенками или свайными конструкциями.
Другие работы по теме:
Горнотехническая рекультивация
(a. mining-engineering recultivation; н. bergtechnische Rekultivierung; ф. remise en culture miniere et technique; и. diversiones mineras) - комплекс горнотехн. работ по восстановлению природного ландшафта, изменённого в результате открытой разработки м-ний п. и. Благодаря Г. p. в CCCP ежегодно возвращается для нар.-хоз. использования ок. 20 тыс. га земель.
Штукатурные работы
СОДЕРЖАНИЕ 1) Введение 2) Общие сведения о штукатурных работах 3) Оштукатуривание дверных проемов 4) Подготовка поверхностей под штукатурку 5) Отделка дверных проемов
Проектирование малых водопропускных сооружений
Реферат Курсовая работа содержит 27 листов пояснительной записки, 14 таблиц, 6 рисунков, 3 чертежа, 8 источников. В курсовой работе рассмотрены вопросы проектирования водопропускных и водоотводных сооружений.
Расчет ливневых стоков и малого моста
Реферат Расчет ливневых стоков и малого моста 2010 Содержание 1.1 Определение исходных данных 4 1.2 Расчет ливневого стока 5 1.3 Расчет стока талых вод 5
Архитектура зданий и сооружений
Основные технические задачи строительства. Функциональное назначение стен. Виды и использование подпорных стен. Основные виды гравитационных подпорных стен. Использование удерживающих кронштейнов. Новые технологии возведения стенок малой высоты.
Армирование при строительстве автомобильных дорог
История развития применения геосинтетических материалов в дорожном строительстве в Российской Федерации. Производство различных видов геотекстилей и геосеток, георешеток и геосот, геонитей, а также геоплит, используемых в качестве термоизоляторов.
Оштукатуривание оконных и дверных откосов
Общие сведения о штукатурных работах. Оштукатуривание дверных откосов. Подготовка поверхностей под штукатурку. Отделка дверных проемов: подготовительная работа, оштукатуривание внутренних и наружных откосов, заглушин. Правила техники безопасности.
Исследование морфодинамики берегов на примере Белгородского водохранилища
Терёхин Э.А. Переработка берегов водохранилищ является важнейшим фактором формирования всего природного комплекса водного объекта как такового. Степень интенсивности процессов морфодинамики зависит от ряда факторов. К ним относятся размеры водохранилища, климатические и геоморфологические условия, особенности антропогенного влияния на экосистемы водохранилища.
Герб Таджикской ССР
Герб Таджикской ССР — один из государственных символов Таджикской ССР. В соответствии со Статьёй 131 Конституции Таджикской ССР (1978), Государственный герб Таджикской Советской Социалистической Республики
Сыгнак
(Сыганак, Сугнак, Сунак, Саганак) — городище на востоке современной Кызылординской области Казахстана, в 18 км северо-восточнее железнодорожной станции Тюмень-Арык, в 20 км севернее реки Сырдарьи.
Пникс
- трибуна оратора Пникс (греч. Πνὐξ) — это невысокий и небольшой по площади каменистый холм в центре Афин, расположенный недалеко от западного склона холма Акрополя. Начиная с 507 до н. э. здесь проводились народные собрания афинских граждан - экклесии, первого в истории человечества демократического органа власти.
Парны
Парны — античный народ, входивщей в союз дахов вероятно, массагетской (скифской) группы. Обитали в античную эпоху от степей Приаралья и Мангышлака и северных склонов Копет-Дага. Письменные упоминания о парнах есть у Геродота, Страбона и у многих других античных авторов. Они упоминаются в составе персидского войска в битве при Гавгамелах.
Адрианов вал
Адрианов вал, колоссальное оборонительное сооружение длиной 117 км, некогда пересекавшее северную Англию, соединяя глубоководные эстуарии реки Солуэй на западе и реки Тайн на востоке.
Общая гидрология
Министерство образования и науки Украины Институт экологии и БЖД Кафедра гидравлики Практические занятия по дисциплине: «общая гидрология» вариант№15
Основные закономерности оползневых процессов
Характеристика оползней, их классификация, основные методы борьбы, методы прогнозирования, меры защиты и последствия. Оползни Южного берега Крыма, Ялтинская трасса и Ливадийский дворец-музей. Проблема оползней и ситуация со строительством на Украине.
Расчет земляной плотины
Федеральное агентство по образованию РФ ГОУ- ВПО Уральский Государственный Технический Университет–УПИ Кафедра водного хозяйства и технологии воды
Сели
Сель как грязевой или грязекаменный поток, внезапно формирующийся в руслах горных рек, основные причины и условия его возникновения и последствия. Классификация селевых потоков по составу переносимого твердого материала. Как подготовиться к селю.
Лавины Урала
Сочетание глубоко и сложно расчлененного рельефа с повышенной снежностью в течение очень продолжительной холодной зимы создает благоприятные условия для образования лавин на значительной части горной территории урала.
Метеоролого-климатические особенности гор
По метеоролого-климатическим особенностям горы во многом отличаются от равнин. В горах атмосферное давление у земной поверхности ниже, чем на равнинах, меньше плотность воздуха.
Передне-Азиатские нагорья
Пояс нагорий Мало-Азиатское, Армянское и Иранское с его аридными средиземноморскими ландшафтами (азиатский вариант) протягивается от Эгейского моря до Сулеймановых гор и Памира.
Водные ресурсы и стихийные явления
Text Text Наводнения. Вода может приносить человеку много бедствий. Это стихийные явления: наводнения, цунами, снегопады, сели, лавины, наледи, гололед, ливни. 40% всех стихийных бедствий приходится на
Проектирование осушительной системы
Проектирование осушительной системы Курсовая работа гидромелиорации студента Осокина Евгения Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет
Снежники и лавины
Еще М. В. Ломоносов в сочинении О слоях земных [1949] указывал, что в высоких горах (речь шла об Андах Южной Америки) самые главы выше облаков далече в морозную атмосферу восходят, а суровость климата Тибета объяснял близостью к морозному слою атмосферы
Прекордильеры и Пампинские сьерры
Страна Прекордильер (Предгорных хребтов) и Пампинских (или Пампасских) сьерр лежит к западу от равнин южного Чако и Пампы. Высокие, поросшие лесом горные хребты чередуются в ней с обширными-полупустынными впадинами.
Оползневая генерация склоновых ландшафтов
В развитии ландшафтов оползневых склонов условно можно выделить три основных состояния: предоползневое, оползневое и послеоползневое. Предоползневое состояние склоновых ландшафтов характеризуется нарушением динамического равновесия склонов.
Основные расчетные модели грунтов
Точность прогнозов в механике грунтов в большой степени определяется тем, с какой полнотой в уравнениях состояния отражаются особенности деформирования грунтов.
Криогенный рельеф (мерзлотный)
Криогенными называют геологические, физические, биохимические и другие процессы, происходящие в самых верхних частях земной коры и обусловленные сезонным и многолетним промерзанием и протаиванием увлажненных рыхлых горных пород.
Мелкокустарниковые розы
Сегодняшние городские парки и скверы уже трудно себе представить без почвопокровных стелющихся роз. По сравнению с другими видами эти розы обладают целым рядом достоинств, что делает их желанными обитателями и садовых участков.
Оползень
Причиной оползня может быть: переувлажнение грунта вследствие дождей, таяния снегов, землетрясения, подмыва склонов и непродуманной деятельности человека (взрывные и земляные работы, вырубка леса на склонах холмов, и т.д.).