11. Природные напряжения в грунтах.

Напряжения от собственного веса грунта (или природные) определяются для оценки природной уплотненности грунтов и свеженасыпанных земляных сооружений.

Напряжение в слоистом массиве от собственного веса грунта.

1.Грунт с модулем деформации изменяющимся по глубине.

Для линейно деформируемого бесконечного полупространства, модуль которого изменяется прямопропорционально длине, при нагрузке сосредоточенной силы применимы формулы О.К.Фрелиха:

P – удельное давление по подошве штампа; α – угол, образуемый вертикальной осью и прямой, соединяющей рассматриваемую точку с любой точкой на окружности; ν_k – коэффициент концентрации напряжений, характеризующий рассеивание напряжений по глубине и их сосредоточение в близи линии действия силы.

Чем больше ν_k, тем больше напряжение по линии действия силы и тем быстрее проходит затухание по мере удаления в сторону.

2.Анизотропные грунты.

Для определения напряжений при действии линейной нагрузки пользуются формулами К.Вольфа:

q – нагрузка на глубину длины загруженной линии; R – расстояние от загруженной линии до рассматриваемой точки

, E₂ и E₁ – модули деформации в горизонтальном и вертикальном направлении.

3.Многослойные системы.

Давление от собственного веса грунта называется бытовым или природным.

Рис

Если у нас грунты с разной плотностью, то формула примет вид

В водоносных грунтах вычисление удельного веса производится с учетом взвешивающей силы воды

, e – коэффициент пористости.

В глинах и суглинках с I_L<0.25 взвешивающее воздействие воды можно не учитывать.

12. Причины потери устойчивости склонов и меры борьбы с ними

Под оползнем понимается более или менее медленное смещение грунтовых масс вниз по склону под действием силы тяжести. Обычно это явление связано с нарушением естественной структуры грунта.

Оползни чаще всего образуются по берегам рек, озер, на склонах возвышенностей, сложенных рыхлыми породами и при наличии в их основании водоупорного слоя, обнажающегося в откосе. В жестких породах оползни возможны при наличии уклона склона или трещин, разбивающих породы. В глинистых породах оползни могут образовываться и при горизонтальном залегании, этому способствует суффозия.

Причинами, ускоряющими возникновение оползней, могут служить землетрясения, сильные дожди, подмыв склона рекой, а также деятельность человека, в частности строительство. Т.е. оползни происходят в том случае, когда возникающие по тем или иным причинам в массе грунта вблизи откоса сдвигающие (касательные) напряжения оказываются более высокими, чем те, которые может противостоять грунт.

Следовательно, развитие оползневых явлений происходит в тех случаях, когда активизируются сдвигающие силы и когда ослабевают силы сопротивления. Чаще всего оба эти фактора действуют одновременно.

С точки зрения первичной оценки степени устойчивости все склоны могут быть подразделены на три категории.

1. Склоны сноса – такие формы рельефа, которые создаются в результате воздействия геологических денудационных факторов, приложенных сверху (вода, лед, ветер и т.д.). В общем случае склоны сноса должны обладать тем или иным запасом устойчивости.

2. Склоны обрушения – характерны для участков, пораженных оползнями или угрожаемых в оползневом отношении. К этой же категории относятся и склоны подмыва. Такие склоны находятся в состоянии временного предельного равновесия, которое в любой момент может быть легко нарушено. Тогда возникают оползневые явления и склон оказывается в неустойчивом состоянии.

3. Склоны накопления образуются в результате накопления продуктов разрушения горных пород у подножия коренных склонов. Во многих случаях склоны накопления в связи с характером их образования находятся в состоянии предельного равновесия.

Формы нарушения устойчивости склонов и откосов весьма разнообразны и связаны с литологическим строением склона, с режимом подземных и поверхностных вод, с атмосферными явлениями.

В зависимости от вида деформации склона применяются разнообразные методы противооползневой защиты. Борьба с оползнями обычно сложна и не всегда успешна. Поэтому при строительстве необходимо учитывать возможность возникновения оползневых процессов и принимать меры по укреплению склонов заранее. В случае, когда сооружение уже существует и есть вероятность деформации склона, необходим мониторинг оползнеопасного склона.

При проектировании зданий и сооружений в сложных инженерно-геологических условиях необходимо предусматривать меры, обеспечивающие требуемые эксплуатационные качества и долговечность зданий. Это достигается либо путем создания надежного основания, исключающего появление недопустимых деформаций объекта строительства, либо применением специальных конструкций зданий, приспособленных к повышенным неравномерным деформациям.

Надежное основание, исключающее появление недопустимых деформаций объекта строительства, можно создать путем его предварительной подготовки. Широкое распространение получили такие способы подготовки оснований, как механическое уплотнение грунта тяжелыми трамбовками, замена грунтов уплотненной грунтовой подушкой, предварительное замачивание грунта в сочетании с глубинными взрывами, прорезка посадочной толщи сваями, уплотнение массивов грунтовыми или щебеночными сваями, химическое и термическое закрепление и другие.