- •Обеспечение устойчивости
- •644099, Г. Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •1. Подготовка исходных данных к курсовой работе
- •Варианты отметок геологического разреза основания насыпи (см. Рис.1)
- •Показатель текучести
- •Варианты физических характеристик грунтов основания
- •Варианты механических характеристик грунтов основания
- •2.1. Проверка общей устойчивости откосной части насыпи
- •Варианты характеристик насыпи
- •2. Обеспечение общей устойчивости откосной части насыпи (задача 1)
- •Значения углов и
- •Значения коэффициента надежности по назначению сооружения Кн
- •2.2. Расчет параметров армирования откосной части насыпи геотекстильным материалом
- •Значения коэффициента Kφ
- •Определение момента сдвигающих сил
- •3. Обеспечение устойчивости основания насыпи (задача 2)
- •3.1. Определение продолжительности завершения
- •Значения коэффициента кu
- •Продолжительность осадки насыпи Tλp
- •3.2. Проверка устойчивости слабого основания насыпи
- •Типы оснований по степени устойчивости
- •Определение напряжений от веса насыпи и природного давления грунта
- •Приложение 1
Значения углов и
|
Коэффициент заложения откоса |
Угол наклона
откоса
|
Вспомогательные углы, град | |
|
|
| ||
|
1 |
45 |
28 |
37 |
Положение центра
наиболее опасной кривой определяется
последовательным расчетом для нескольких
точек на прямой ОD,
откладываемых с шагом, равным 0,25
,
от точкиО.
Оползающий массив
делят вертикальными сечениями на n
блоков. При этом допускается, что каждый
отдельный блок сохраняет равновесие
независимо от смежных. Ширину призмы
принимают равной (0,25...0,3)
.
Она должна быть кратна заложению откоса,
т.е. граница блока должна совпадать с
бровкой насыпи. Высоту блока
определяют по его средней линии. Размер
блока в продольном направлении насыпиa = 1,0 м.
Допускается принимать удельный вес грунта первого слоя основания равным удельному весу грунта насыпи.
Оценка устойчивости
грунтового массива против сдвига
сводится к проверке условия
,
в котором
– фактический коэффициент устойчивости,
характеризующий отношение моментов
суммарной силы, удерживающей оползающую
часть массива
,
и сдвигающей силы
:
,
(2.1)
где
– вес грунтового блока, кН;
– тангенс угла внутреннего трения
грунта насыпи по первой группе предельных
состояний;
– угол
наклона поверхности скольжения к
горизонтали в пределах выделенного
блока, град;
– удельное сцепление грунта насыпи по
первой группе предельных состояний,
кПа;R
– радиус образующей поверхности
скольжения, м;
– абсцисса
и ордината проекции центра тяжести
грунтового блока на поверхность
скольжения, м;
– длина образующей поверхности
скольжения, м;
– угол раскрытия дуги, ограничивающей
оползающий массив.
Требуемый
коэффициент устойчивости
определяется по формуле
,
(2.2)
где
–
коэффициент надежности по назначению
сооружения (табл. 2.2);
–
коэффициент сочетания нагрузок,
=
0,9;
–
коэффициент перегрузки,
=
1,2;
–
коэффициент условий работы,
=
0,85.
Если откосная часть насыпи не устойчива, то принимаются меры по обеспечению устойчивости, например, уполаживание откосов или армирование откосной части геотекстильным материалом.
Таблица 2.2
Значения коэффициента надежности по назначению сооружения Кн
|
Категория дороги |
I |
II |
III |
IV |
|
Коэффициент надежности по назначению сооружения Кн |
1,25 |
1,20 |
1,15 |
1,10 |
Пример 2. Проверка общей устойчивости откосной части насыпи
Исходные
данные принимаем из примера 1. В
соответствии с рис. 2.1 и табл. 2.1 откладываем
углы
=
28º и
=
37º, затем выстраиваем прямыеОА
и ОВ.
От края подошвы насыпи откладываем
перпендикуляр к поверхности основания
длиной
=
6,8 м (отрезокАС).
Из точки С
проводим отрезок СD
длиной 4,5
6,8 = 30,6 м, параллельный поверхности
основания. Через точки О
и D
проводим прямую. Положение центра
наиболее опасной кривой определяем
последовательным расчетом для нескольких
точек на прямой ОD,
откладываемых вверх с шагом, равным
0,25
6,8 = 1,7 м, от точки О.
Центром наиболее опасной КЦПС будет
точка, для которой значение фактического
коэффициента устойчивости
имеет минимальное значение. Значения,
R,
,
,
и
находим графическим путем, для чего
выстраиваем расчетную схему в соответствии
с рис. 2.1 на миллиметровой бумаге с
соблюдением масштаба.
Требуемый коэффициент устойчивости определяем по формуле (2.2):
.
Далее
в табличной форме (табл. 2.3 – 2.6) находим
моменты сдвигающих и удерживающих сил
при различных радиусах КЦПС и фактический
коэффициент устойчивости откоса
по формуле (2.1).
При
R
= 10,2 м (центр кривой совпадает с точкой
О)
длина дуги КЦПС
м.
Таблица 2.3
Определение моментов сдвигающих и удерживающих сил при R = 10,2 м
|
№ элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
-1,90 |
1,20 |
10,00 |
1,70 |
19,62 |
40,02 |
-76,04 |
400,20 |
|
2 |
-0,20 |
3,00 |
10,20 |
1,70 |
19,62 |
100,06 |
-20,01 |
1020,61 |
|
3 |
1,50 |
4,60 |
10,10 |
1,70 |
19,62 |
153,43 |
230,15 |
1549,64 |
|
4 |
3,20 |
5,80 |
9,80 |
1,70 |
19,62 |
193,45 |
619,04 |
1895,81 |
|
5 |
4,90 |
6,20 |
9,00 |
1,70 |
19,62 |
206,79 |
1013,27 |
1861,11 |
|
6 |
6,60 |
5,00 |
7,80 |
1,70 |
19,62 |
166,77 |
1100,68 |
1300,81 |
|
7 |
8,30 |
3,30 |
6,10 |
1,70 |
19,62 |
110,07 |
913,58 |
671,43 |
|
8 |
8,70 |
0,90 |
3,90 |
0,80 |
19,62 |
14,13 |
122,93 |
55,11 |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
3903,60 |
8754,72 |
.
Вывод.
Так как
=
1,15
=
1,46, то откосная часть насыпи не устойчива.
При
R
= 10,7 м длина дуги КЦПС
м.
Таблица 2.4
Определение моментов сдвигающих и удерживающих сил при R = 10,7 м
|
№ элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
-0,50 |
1,00 |
10,60 |
1,70 |
19,62 |
33,35 |
-16,68 |
353,51 |
|
2 |
1,20 |
2,60 |
10,60 |
1,70 |
19,62 |
86,72 |
104,06 |
919,23 |
|
3 |
2,90 |
3,80 |
10,20 |
1,70 |
19,62 |
126,75 |
367,58 |
1292,85 |
|
4 |
4,60 |
4,90 |
9,60 |
1,70 |
19,62 |
163,43 |
751,78 |
1568,93 |
|
5 |
6,30 |
5,00 |
8,60 |
1,70 |
19,62 |
166,77 |
1050,65 |
1434,22 |
|
6 |
8,00 |
3,40 |
7,00 |
1,70 |
19,62 |
113,40 |
907,20 |
793,80 |
|
7 |
9,40 |
1,20 |
5,00 |
1,10 |
19,62 |
25,90 |
243,46 |
129,50 |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
3408,05 |
6492,04 |
.


Вывод.
Так как
=
1,10
=
1,46, откосная часть насыпи не устойчива.
При
R
= 11,4 м длина дуги КЦПС
м.
Таблица 2.5
Определение моментов сдвигающих и удерживающих сил при R = 11,4 м
|
№ элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,90 |
0,80 |
11,20 |
1,70 |
19,62 |
26,68 |
24,01 |
298,82 |
|
2 |
2,60 |
2,20 |
11,00 |
1,70 |
19,62 |
73,38 |
190,79 |
807,18 |
|
3 |
4,30 |
3,40 |
10,60 |
1,70 |
19,62 |
113,40 |
487,62 |
1202,04 |
|
4 |
6,00 |
4,20 |
9,80 |
1,70 |
19,62 |
140,09 |
840,54 |
1372,88 |
|
5 |
7,70 |
3,80 |
8,40 |
1,70 |
19,62 |
126,75 |
975,98 |
1064,70 |
|
6 |
9,40 |
1,90 |
6,40 |
1,70 |
19,62 |
63,37 |
595,68 |
405,57 |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
3114,62 |
5151,19 |
.
Вывод.
Так как
=
1,06
= 1,46, откосная часть насыпи не устойчива.
При
R
= 12,4 м длина дуги КЦПС
м.
Таблица 2.6
Определение моментов сдвигающих и удерживающих сил при R = 12,4 м
|
№ элемента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2,30 |
0,80 |
12,20 |
1,70 |
19,62 |
26,68 |
61,36 |
325,50 |
|
2 |
4,00 |
1,80 |
11,60 |
1,70 |
19,62 |
60,04 |
240,16 |
696,46 |
|
3 |
5,70 |
2,80 |
11,00 |
1,70 |
19,62 |
93,39 |
532,32 |
1027,29 |
|
4 |
7,40 |
3,40 |
9,80 |
1,70 |
19,62 |
113,40 |
839,16 |
1111,32 |
|
5 |
9,10 |
2,60 |
8,20 |
1,70 |
19,62 |
86,72 |
789,15 |
711,10 |
|
6 |
9,60 |
0,90 |
6,40 |
1,00 |
19,62 |
17,66 |
169,54 |
113,02 |
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
2631,69 |
3984,69 |
.


Вывод.
Так как
=
1,13
=
1,46, откосная часть насыпи не устойчива.
Наименьший коэффициент устойчивости откосной части насыпи получен при радиусе R = 11,4 м. Эта КЦПС соответственно считается наиболее опасной. Так как устойчивость откосной части насыпи не обеспечена, принимается решение об армировании откосной части насыпи.
