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
