Проверка устойчивости основания насыпи. Тип основания насыпи земляного полотна

УСТОЙЧИВОСТЬ ГРУНТОВ В ОТКОСАХ

Откосом называют поверхность, ограничивающую природный грунтовый массив, выемку или насыпь. Основным видом разрушения откосов считаются оползни.

Оползни – это скользящее смещение горных пород на склонах под действием силы тяжести и при участии поверхностных или подземных вод. Оползни могут произойти за счет:

– увеличения активного действия нагрузки (могут быть медленными и могут обладать большой быстротой);

– уменьшения сопротивления самого грунта (этот процесс может происходить за счет эрозии грунта физическим или механическим выветриванием, а также за счет уменьшения сцепления при увлажнении);

– внешних воздействий.

Различают следующие виды оползней:

1) Оползень вращения с возникающими криволинейными поверхностями обрушения.

2) Оползень скольжения по зафиксированной поверхности (когда слабый грунт лежит на наклонном склоне плотного или скального грунта).

3) Оползень разрушения (когда грунты, переносимые водой, текут в виде грязевых потоков).

Основные причины нарушения устойчивости откосов:

1) Устранение естественной опоры массива грунта вследствие разработки котлованов, подмыва откоса.

2) Увеличение внешней нагрузки на откос.

3) Устройство недопустимо крутого откоса.

4) Увеличение удельного веса грунта в призме обрушения в результате заполнения пор водой.

5) Влияние взвешивающего действия воды на грунт в основании.

6) Увеличение гидродинамического действия воды, выходящей через поверхность откоса.

7) Снижение сцепления и трения грунта при его увлажнении. Увлажнение грунта, вызванное вследствие разрыхления котлована при его промерзании и оттаивании.

8) Динамическое воздействие при движении транспорта, забивании свай или сейсмических сил.

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения

При проектировании насыпей следует проверять расчетом очертание поперечного профиля, обеспечивающее устойчивость откосов. Наблюдения показали, что откосы насыпей обрушиваются по поверхностям, близким к круглоцилиндрическим.

Шведский инженер В.Феллениус разработал метод расчета, в основе которого лежит статический расчет устойчивости отдельных вертикальных элементов массы грунта, ограниченных сверху поверхностью грунта, а снизу – круглой дугой скольжения.

Считается, что потеря устойчивости откоса может произойти в результате вращения этого грунтового массива относительно некоторого центра О. Поверхность скольжения принимается проходящей по дуге окружности с радиусом R. Для нахождения действующих сил сдвигающийся массив разбивают на вертикальные отсеки. Нагрузку от веса каждого отсека Р_i переносят в уровень его основания, где эту силу раскладывают на нормальную N_i и касательную T_i к поверхности скольжения составляющие.

Суть метода заключается в определении центра вращения с минимальным коэффициентом запаса устойчивости k_y. Коэффициент устойчивости может быть найден как соотношение суммы моментов всех сил, удерживающих основание (М_уд) относительно центра вращения О, к сумме моментов всех сил, сдвигающих (вращающих) основание (М_сдв) относительно того же центра, т.е.

Поскольку необходимо определить минимальный коэффициент устойчивости, намечают ряд центров вращения О₁, О₂, … , О_п и производят расчет для соответствующих поверхностей скольжения.

Считается, что устойчивость откоса обеспечена, если k_у ≥ 1,2.

Практика показала, что метод В.Феллениуса приводит к некоторому запасу прочности. К сожалению, метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения не дает возможности запроектировать откос с заранее заданным коэффициентом устойчивости. Лишь постепенно изменяя поперечный профиль насыпи или выемки, путем последовательных попыток можно приблизиться к желаемому коэффициенту устойчивости.

Проверка устойчивости основания насыпи. Тип основания насыпи земляного полотна.

В задачи расчета устойчивости основания насыпи входит выявление возможности степени опасности бокового выдавливания слабого грунта из под подошвы насыпи.

В зависимости от характера и степени установки различают 3 типа основания:

I тип. Основание, не требующее специального мероприятия по обеспечению устойчивости.

II тип. Основание, для обеспечения устойчивости которого достаточно только технологических мер.

III тип. Основание, которое требует специальных конструкционных мер по обеспечению устойчивости (изменение конструкции насыпи или удаление слабого слоя).

Степень обеспеченности устойчивости устанавливается по величине коэффициента безопасности

Здесь P_без – безопасная нагрузка отвечающая условиям основания;

P_расч – расчетная нагрузка от насыпи.

Устойчивость основания считается обеспеченной при условии К_без > 1. Величины Р_без и Р_расч зависят не только от размеров насыпи и свойств слабого грунта, но и от режима возведения насыпи. В связи с этим К_без может устанавливаться применительно к условиям:

1) быстрой отсыпки насыпи

2) медленной отсыпки насыпи - методом предварительной консолидации.

В зависимости от значения коэффициента безопасности ( , ) основание может быть отнесено к I, II или III типу по устойчивости.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 380; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!