Вопрос 9 – Учет сейсмических воздействий

Сейсмические воздействия являются мощным фактором активизации оползневых процессов. В истории известны многие примеры катастрофических оползней, сопровождающих землетрясения. С этим необходимо считаться при оценке устойчивости природных склонов и искусственных откосов в регионах повышенной сейсмоопасности.

Техника учета сейсмических сил в методе кругло цилиндрических поверхностей скольжения состоит в следующем. Вычисляется вес грунтов и насыщающей его воды в объеме каждого элемента. Сейсмическая сила G_si, приложенная к элементу, определяется по формуле (7.28):

G_si = μ P_gi , (7.28)

где P_gi - вес грунта и воды в объеме элемента отсека;

μ - коэффициент динамической сейсмичности, принимаемый при расчете естественных склонов по таблице 7.1 (при расчете устойчивости искусственных откосов значения, приведенные в таблице 7.1, следует увеличивать в 1,5 раза).

В силу неопределенности прогноза направления действия сейсмической силы, чаще всего ее прикладывают горизонтально (из глубины массива грунтов в сторону свободной поверхности).

Таблица 7.1 - Коэффициент динамической сейсмичности

Сейсмическая балльность района	1…6	7	8	9	10	11	12
Значения μ	0,00	0,025	0,050	0,10	0,25	0,50	› 0,75

Как указывалось выше, результирующая сейсмической силы проектируется на нормаль и касательное направление к подошве элемента и суммируется с нормальным и тангенциальным усилиями.

Вопрос 10 – Другие методы расчета устойчивости откосов

Определение устойчивости откосов и склонов при произвольной поверхности скольжения (слабые грунты, трещины в скальных породах, контакт дисперсных пород и скального основания – прислоненные откосы) отличается от решения плоских и кругло цилиндрических.

Метод Г.М. Шахунянца имеет широкое применение при расчете устойчивости прислоненных откосов, когда поверхность скольжения определена инженерно-геологическими условиями. В этом методе достаточно строго соблюдены законы строительной механики (законы равновесия).

Как и в методе кругло цилиндрических поверхностей скольжения, выделенный потенциальный оползневый отсек разбивается на ряд элементов. Все силы, действующие на элемент (вес грунта в пределах элемента P_gi , внешняя нагрузка Р_qi и т.д.), приводятся к равнодействующей Р_i , которая раскладывается в основании элемента на составляющие: нормальную N_i и тангенциальную T _i к плоскости основания элемента.

При рассмотрении условий равновесия i-го элемента в отличие от схемы отвердевшего отсека учитывают влияние на него вышележащего и нижележащего элементов отсека: Е_i-1 и Е _I (Рисунок 26, б).

В общем случае Г.М.Шахунянц предполагает, что указанные силы на контакте элементов направлены под некоторыми углами к горизонтали. В упрощенном варианте эти силы принимают горизонтальными.

Тогда расчетная формула для определения коэффициента устойчивости в так называемом «ускоренном» способе расчета имеет вид (7.29):

┌ n n ┐ / n

k _st =│ ∑ Р_i cos α_i tg φ_i λ_i + ∑ c_i (b _i / cos α_i ) λ_i │ / ∑ (Р_i sin α_i λ_i, (7.29)

└ i=1 i=1 ┘/ i=1

где λ_i = cos φ_i / cos (α_i - φ_i );

b _i - ширина элемента.

Учет сейсмических и гидродинамических воздействий при необходимости осуществляют аналогично рассмотренному ранее.

Метод Г.М. Шахунянца (и другие подобные) может быть использован в более сложных случаях, когда поверхности скольжения, отличные от кругло цилиндрических, имеют предполагаемый характер, но явно не обозначены. В этом случае определение наиболее опасной поверхности возможного смещения осложняется.

Также могут быть использованы численные методы, позволяющие более строго оценить напряженное состояние массивов с учетом современных теорий описания прочности и деформирования грунтов.

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 большим объемом земляных работ. При относительно небольшой высоте откоса может оказаться эффективной пригрузка подошвы в его низовой части или устройство подпорной стенки, поддерживающей откос. Положительную роль также играет закрепление поверхности откоса одерновкой, мощением камнем (щебневание в ячейках), укладкой бетонных (железобетонных) плит, покрытие откосов геотекстилем с гидропосевом трав.