7. Проверка общей устойчивости сооружения

Общая устойчивость сооружения проверяется на скольжение по круглоцилиндрической поверхности. Кривая скольжения должна проходить через низ шпунтовой стенки.

До начала расчета необходимо построить эпюру приведенных нагрузок, в которой все действующие нагрузки приводятся к объемному весу грунта во взвешенном состоянии.

1. Приведенная высота в данном случае откладывается от НРУ и определяется по следующей формуле:

а) для массива грунта, расположенного выше НРУ:

,

где:

плотность засыпки;

мощность слоя грунта в сухом состоянии;

g – ускорение свободного падения;

-плотность материала основного массива, к которому осуществляют приведение (в нашем случае – грунт во взвешенном состоянии, =1,0 т/м³ ).

б) для бетонного ростверка:

• от лицевой грани по ширине в поперечном сечении 1м:

• в месте сопряжения вертикальной и горизонтальной частей ростверка:

• по середине ширины ростверка в поперечном сечении:

• на тыловой грани:

В результате получим приведенную высоту ростверка и грунта над ним.

2. Определяются координаты центра и радиус кривой скольжения:

Для предварительного определения центра кривой скольжения можно пользоваться таблицами Феллениуса, для входа в которые необходимо предварительно вычислить следующие соотношения:

,

где - разница между действительной высотой сооружения и средней ординатой эпюры приведенных нагрузок;

- высота стенки;

,

где - величина заглубления поверхности скольжения ниже уровня дна (глубина забивки шпунта).

С помощью вычисленных величин получаем относительные координаты центра:

Окончательно получаем координаты центра кривой скольжения:

3. Уточняется очертание приведенной эпюры нагрузок:

Распространение временной нагрузки qo ограничивается линией АВ, положение которой определяется точкой пересечения радиуса, проведенного под углом и кривой скольжения. В этом случае эпюра уменьшается на величину:

.

4. После определения радиуса кривой скольжения R=20,0м,вся призма обрушения разбивается на полоски шириной .

В соответствии с формулой для определения коэффициента устойчивости:

,

где - сумма моментов удерживающих от сползания сил;

- сумма моментов сдвигающих сил;

- момент сил трения;

- момент сил сцепления; силы сцепления появляются только в том случае, если грунт обладает связностью;

- сцепление грунта;

l – длина дуги поверхности скольжения, на которой действует сцепление;

- вес отдельно рассматриваемой полоски призмы оползания;

При разбиении призмы оползания на полоски шириной величины могут быть заменены средними высотами полосок и тогда формула имеет следующий вид:

.

Для элементов 10 и 15,имеющих ширину отличную от b в таблицу 10 заносятся приведенные глубины:

;

Расчет величин, входящих в формулу для определения коэффициента устойчивости выполнен в табличном виде (табл.10)

Расчетная схема представлена на рисунке 11.

5. Учет сил сцепления:

Длина дуги, на которой действует сцепление:

,

где - центральный угол дуги, на которой действует сцепление;

- перевод угла в градусах в радианы.

Удерживающая сила от сцепления:

.

6. Вычисление коэффициента устойчивости:

для обеспечения устойчивости необходимо соблюдение условия .

Проверка по общей устойчивости выполняется.