Устойчивость откосов сложенных сыпучими грунтами при фильтрации грунтовых вод

Давление фильтрующей воды определяется величиной пористости ( ) и величиной градиента ( ):

удельный вес воды, принимается 1 г/см³;

Рис. 13.2. Схема к расчету устойчивости откоса в сыпучем грунте при наличии фильтрующегося потока воды.

вес грунта во взвешенном состоянии.

Расчеты по устойчивости проводят для характеристик грунта:

Для коэффициента устойчивости откоса

Устойчивость откосов в грунтах обладающих внутренним трением ( ) и сцеплением ( ) по решению Соколовского В.В.

С упрощениями предложенными А.М. Сенковым.

.

Рис. 13.3 Схема к построению предельно устойчивого откоса по решению проф. В.В. Соколовского.

допустимая нагрузка на поверхности грунта.

При отсутствии нагрузки на поверхности грунта верхний участок откоса может быть вертикальным на высоте:

При нагрузке на поверхности откоса (Р) более величины (Р_о). Очертание откоса строится с условной глубины

Очертания откоса построенного по решению Соколовского В.В. обеспечивает одинаковые показатели устойчивости во всех точках его поверхности.

При решении практических задач требуется обеспечить устойчивость откосов на разном уровне, что осуществляется введением коэффициента устойчивости к_St. При к_St=1,0 к расчету принимаются характеристики грунта для I-ой группы предельных состояний: При к расчету принимаются расчетные значения характеристик грунта:

Решение Соколовского наиболее удобно применять по зависимостям в относительных координатах:

Графики зависимости приведены на рис. 13.4.

Рис. 13.4. Зависимости очертаний предельно устойчивых откосов от угла внутреннего трения (φ) в относительных координатах: а- большой высоты; б- небольшой высоты.

Последовательность построение очертания равноустойчивого откоса:

- Определяются расчетные характеристики грунта:

- Определяются условная глубина горизонтальной поверхности откоса:

- В пределах заданной высоты откоса выделяются условный слой , для которых определяются приведенная глубина заложения от условной поверхности:

;

- Для полученных и определяются горизонтальные координаты точек на поверхности равноустойчивого откоса по рис. 13.4.

- определяют верхнюю точку очертания откоса: х=0; у=0:

Полученные точки на поверхности равноустойчивого откоса соединяются хордами.

Приближенный метод построения очертания равнопрочного откоса в грунтах при с≠0 и φ≠0. (метод Маслова Н.Н.)

При оценке устойчивости откосов в условиях ппредельного напряженного состояния предлагается использовать показатели: угол сопротивления сдвигу и коэффициент сопротивления сдвигу

Рис. 13.5. Схема к определению коэффициента сдвига ( ) и угла сдвига в связных грунтах.

Из приведенной зависимости следует, что с увеличением напряжения (σ) в грунте коэффициент сдвига и угол сдвига уменьшаются.

При построении очертания равнопрочного откоса его высота условно разбивается на слои мощностью h_i. В уровне подошвы каждого выделенного слоя определяется напряжение При наличии нагрузки на поверхности грунта интенсивностью Р:

Для каждого условного слоя определяется очертание откоса в виде хорды с наклоном к горизонтальной поверхности:

Рис. 13.6. Схема построения равнопрочного откоса по углу сдвига (ψ).

При слоистом напластовании грунтов по высоте откоса в каждом условно выделенном слое необходимо учитывать характеристики природных грунтов:

Расчет устойчивости откоса производится в разных условиях эксплуатации с различными показателями коэффициента устойчивости (к_st) при к_st=1,0 принимаются показатели грунта при к_st>1,0 принимаются показатели грунта для I-ой группы предельных состояний,