Расчеты устойчивости при предопределенной поверхности возможного смещения.
Наиболее общим при расчетах устойчивости откосов и склонов является случай, когда поверхность возможного смещения имеет неопределенную форму, чаще всего она предопределена литологическим строением откоса или склона, например, это поверхности АВ на рис. 1.3. На рис. 1.3 изображен поперечный инженерно-геологический разрез длительно эксплуатируемой насыпи, у которой образовался балластный шлейф значительных размеров с неровной поверхностью его контакта с глинистым ядром насыпи. На насыпи наблюдаются длительные просадки, одной из причин которых может быть медленное смещение шлейфа по глинистому фунту.
В этом случае используется следующий метод оценки устойчивости (Г.М. Шахунянц). Весь массив грунта, который может быть смещен (включая и внешние нагрузки на него), считается блоком возможного смещения. Делается допущение, что этот блок может сместиться как единый целый (так называемая гипотеза «затвердевшего клина»), без образования трещин и распадения на отдельности.
Поперечный инженерно-геологический разрез длительно эксплуатируемой
Насыпи (расчетная схема).
Рис. 1.3.
Рассматривается плоская задача, расчет ведется на 1м длины откоса или склона. Внешние нагрузки от веса верхнего строения пути рвс(кПа) и подвижного состава рп(кПа) заменяются фиктивными столбами грунта расчетного удельного веса у, кн/м3, высотою соответственно z, м.
|
|
|
|
|
Блок возможного смещения вертикальными плоскостями условно делится на отдельные части (отсеки) таким образом, чтобы в пределах отсека поверхность возможного смещения можно было бы заменить плоскостью шириною 1 м.
Устойчивость оценивается коэффициентом устойчивости К. В общем представлении он трактуется как отношение факторов, сопротивляющихся смещению откоса или склона, к факторам, стремящимся их сместить.
В рассматриваемом конкретном случае К определяют по следующей формуле:
|
(1.3) |
где n — число отсеков, на которые разбивается блок возможного смещения;
ƒ N — сила трения, кН/м, действующая по поверхности возможного смещения отсека;
ƒ — коэффициент внутреннего трения грунта на поверхности возможного смещения в отсеке;
φ — угол внутреннего трения;
Ni — нормальная составляющая силы веса отсека с учетом внешней нагрузки на него, кН/м;
Ci li — сила сцепления, кН/м, действующая по поверхности возможного смещения в отсеке;
сi — удельное сцепление грунта, кПа;
li — длина поверхности смещения (заменяемой прямой) в пределах отсека, м;
Ti-уд и Ti-сдв - удерживающая и сдвигающая тангенциальные составляющие силы веса отсека с учетом внешней нагрузки, кН/м;
|
|
|
βi — угол наклона поверхности возможного смещения в пределах отсека, град.
Тангенциальная составляющая является удерживающей, если она направлена против возможного смещения и наоборот.
|
Ti = Qi sinβi,
Qi = ωi ∙ li ∙ gi, где
Qi— сила веса отсека с учетом внешней нагрузки, кН/м; ωi — площадь отсека при
однородном грунте, м2;
gi — удельный вес грунта в отсеке при однородном грунте, кН/м3.
При разнородном литологическом строении в отсеке
m — число разнородных грунтов в отсеке (или число однородных грунтов, но при разном их состоянии влажности и плотности);
gi— удельный вес каждого из т грунтов или т состояний однородного грунта.
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 185; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!