Технические указания по применению сборных решетчатых конструкций для укрепленияконусов и откосов земляного полотна (стр. 6 )

.

Количественнаяоценка необход и ма в случае проявления деформаций лок альн ого скольжения, пластического течения и в ыносов.

Расчетыпо н едопущению развитияэрозионных деформаций н е проводя т в свя зи с назначен ием типа укреплени яповерхности откосов уже на стадии качествен ной оценки.

Методы расчета иусловия их пр и менения

Воснову количестве н ной оценки местной устой чивостиоткосов с учетом возможн ости разви тия в пределах активной зон ыдеформаций локального скольжения или п ластическоготечения положены следующи е критерии:

1)недопущен и е полного нарушени яустойчивости поверхностных слоев (в пределах акти вной зоны) откоса с образовани емнекоторой поверхн ости скольжения;

2)ограничение пластических деформац и й в п оверхностн ых слояхактивной зоны.

Расчет понедопущению полного нарушения устойчивости

Расчетосуществляется по схемам:

1) единичногоэлемента;

2)единичного элемента с упорной призмой;

3) к руглоцилин дрическ ой поверхностискольжен ия.

1.По схеме единичного элемента следует оценивать степень местной устойчивостиоткосов насыпей, сложенных гли н истыми грунтами.

Коэффициентзапаса мест н ой устойчивости определяют по формуле

, (6)

где ? WN , cWN - р асчетные значенияугла внутреннего трения и сцеплени я прирасчетной влажности с учетом погодн о-кли мати ческих воздействий;

h - м аксимальнаяглубина активной зоны, м;

? - у голнаклона откоса к горизон ту.

2.При оце н ке местной устойчивости откосов выемок из гли нистых грунтов необходи моучи тывать в расчетной схеме влияни е упорной призмы. В этом случае коэффициент запаса местнойустойчивости вычи сляют по формуле

K = ? (tg? WN ·cos? + ?) + c0, ( 7 )

где ? - коэффициент, равн ый ;

Н - в ысотаоткоса или его яруса при заданном заложени и, м ;

c 0 - величина приведенн ого сцеплени я, ;

? - коэффициент пассивного отпора, определяемый по формуле

; (8)

? - у гол сдвига , которыйнаходят по формуле

, (9)

? р WN - сопротивляемость грун та сдви гу с учетомвоздейств ий погодн о-кли матических факторов, к гс/см 2 .

Призада н ном заложении откоса и его высоте (или высоте яруса) целесообразно определять безоп асную длину откоса L бе з (до зо н ы п редп олагаемого вып ора ):

м . (10)

Рис. 4. График для определе н ия коэффициен тов A и B :
значения A - с плошн ая линия; зн ачения В - п ункти рная линия; , H - в ысота откоса, h - г луби на активн ой зоны

3 . В случае использования в качеств е расчетн ой схемы к руглоцилин дри ческой п оверхности скольжени я в пределах активной зоны h коэффи ц иент запаса местн ой устойч ивости вычи сляют по формуле

, (11)

где A и B - к оэффициен ты, принимаемые по графику (рис. 4) взави си мостиот отношени я и показателязаложения m .

Расчет по условиюогранич е ния пластических деформаций

Степеньобеспечения местной устойчивост и по в торомукритерию выражают через коэффициент стабильности K стаб , предста в ляющийсобой отношение величины порога ползучести с учетом в оздействий осн овных погодн о-кли мати чески х факторов (промерзан ия-о ттаивания, набухания-в ысушивания) кв еличинекасательных напряжений, которые являются функциейкрутизны откоса:

; (12)

; (13)

где ? lim ( N ) - п орог ползучести;

cCN - ч асть общегосцепления , обусловленная наличиемневосстанавливающихся связей;

zi - т екущаякоордината рассматриваемого горизонта активной зоны h м от поверхности откоса по нормали кней.

Минимальноез н ачение коэффициента стаби льности K стаб = f ( z ) устанавливают путем графическогопостроения завис и мости , точки которой вычисляют по выражению (13) для различных горизонтов z в зав и симости от расчетных значений ? WN , cCN на этихгоризонтах, определяемых с учетом всех влияющих факторов, в том числе и напряжен ного состояния.

Приближенноминимальное з н ачение коэ ффициента стаби льности можно определить по формуле

; (14)

Втех случаях, когда еще нет данных о значениях ? WN , cCN для сугубо ориентировочныхрасчетов рекомендуется формула

; (15)

где ? W - з начение угла внутреннего трения прирасчетной влажности (но без учета погодн о-к ли мати чески х факторов).

Условиеотсутствия пластических деформаци й соблюдается в любой точке активной зоны, если .

Учет силовоговоздействия подземных вод

С и ловоевоздействи е подземных вод для откосов выемокучитывают при нали чии:

а)трещиноватых глин и стых грун тов;

б)выклинивающихся горизонтов подземных вод на поверх н остьоткоса.

В пе рвом случае местную устойчивость оценивают впредположении развития спл ы вов и оплывин в пределах активной зоны h пр и величиневозможного напора h в .

Коэффициент запаса определяют по следующим формулам, соответственно для единичного элементаи при учете пассивного отпора:

; (16)

; (17)

. (18)

Ф и ктив ный угол в нутреннего трения, входящий в выражен ие ?в = arctg F рв , вычисляют по формуле

, (19)

г де F рв - к оэффициент сдви га;

- о бъемный вес грунта с уч етом ги дростати ческого взвеши вания.

Безопаснуюдлину откоса с учетом силового воздействия подземных вод определяют по формуле

м . (20)

Во втор ом случ ае местную устойчивость оце н ивают в предп оложении развити я деформаций в виде выносов (п ри нали чи и в откосе выемкиводоносных песчаных или супесчаных слоев или прослоек). Коэффициент запаса рекоменд уетсяопределять по формуле Н. Н . М аслова (Н . Н. М аслов. «Основым еханикигрунтов и инженерной геологии», М., 1968 ).

; (21)

Максималь н ыйугол наклона участка откоса, в пределах которого возможно разви ти е деформаци й в виде выносов, рекомендуется опред ел ять по формулам, предложенным Ю . А. Соболевским ( й. «Устойчивость откосовмелиоративных каналов», Мин ск, «Урож ай» , 1965 ):

а)для случая направлен и я фи льтрациивдоль поверхности откоса

; (22)

б)для случая выхода фильтрацион н ого потока под углом ? к нормали откоса

; (23)

в)для случая фильтраци и параллельно поверхности водоупорного слоя

. (24)

Требуемыеминимальные значения коэфф и ци ен тов запаса местной: устойчивостипри различных методах расчета приведены в табл. 2 .

Таблица 2

Требуемые минимальные значения коэффициентов запаса

Метод расчета	Однородный сухой откос, сложенный глинистыми грунтами на прочном основании	Прочие случаи
Метод ед и ничного элемента ...................................................................................	1,25	1,3
Метод единичного элемента с учетом пассивного отпора .............................	-	1,2
Метод круглоцил ин дрической поверхности скольжения ................................	1,5	1,5
Расчет по условию ограничения пластических деформац и й .........................	1,0 (коэффициент стабильности K стаб )	1,0 (коэффициент стабильности)

Опр е делениерасчетных характеристик

Длякачественной и количественной оценки местной устойчивости должны бытьопределены следующие расчетные характер и стики глинистых грун тов в поверхностных слоях высоких откосов:

W рас ч - р асчетная влажность;

a н - максимальная величи на набухани я;

f 0 - максимальная величина пучения;

cW N , cCN , ?WN - о бщее сцепление, невосстанавливающаяся часть сцепления иугол внутреннего трения при расчетной влажности с учетом циклическихвоздействий погодн о-кли мати чески х факторов.

Расче тны е зна чения максимальных величи н относите льного набухания и пучения, а такжесоответствующие им значения W расч определяют:

дл я выемок на образцах (2-5 ) грунта с ненарушеннойструктурой, отобранн ых из глубины акти вной зоны расчетного кон тура откоса;

длянасыпей на предварительно подготовленных путем ис к усств енног о уплотнения образцахпри опти мальн ой влажности до плотности, равной 0 ,8-0 ,9от стандартной.

Дляопределения a н образцы грун тапомещают в при боры для н абухания (целесообразно использовать приборы предварительн ого уплотн ени я); после первого набухания ф и ксируют по м ессуреустановившуюся деформаци ю набухания (мм ) и вычисляют величинуотносительного наб ухания a 0 н :

,

г де ? h 0 - з амер на мессуре, м м ;

h 0 - и сходн ая высота испытываемого образца грунта, мм .

Затемобразцы гру н та высуши вают сначала на воздухе, при комнатной температуре, далее в термостатах до влажности W y на пределе усадк и .

Значен и е W y может быть определено по графику (см. р и с.1 ). После высушивания образцынабухают повторно, для них определяют

,

где ? h 1 - деформациянабухания после первого высуш и вания.

Так и мобразом проводят несколько циклов набухани я-в ысушивания. Как правило, макси мальная величина относительного набухания соответствует второмуили третьему циклам (по набухани ю). Ее находятпутем построен ия зависимост и

a н = f( N ),

где N - чи слоциклов набухания-в ысушивания.

Пр и определении (на ста дии качеств енной оценки) мощн ости грунта, переходящего в текучее со стояние, указанные испытания следует проводи ть под нескольки мибытовыми нагрузками, максимальная из которых должна соответствовать величиненормальных напряжений от веса грунта в пределах всей мощн ости активной зоны.

Макс и мальнуювели чину относительного морозного пучения f 0 определяют в специальных приборах , позволяющих промораживать грунт только сверху п рипостоянном подтоке воды снизу.

Послекаждого промерзан и я определяют

,

где ? h 0 - д еформация пучен ия, мм ;

h 0 - и сходная высота образца грунта, мм .

Максимальноезначение f 0 и соответствующее ему значение расчетной вл ажности находят после н ескольких ци клов (3-5 ) промерзания-о ттаиван ия п утем построени я зависи мости

f 0 = f( N ),

г де N - ч исло циклов промерзания-о ттаивания.

Сдви говые параме тры ? WN , cWN , cCN определяют пометод и ке плотности-в лажности, предложенной п роф. Н. Н . Масловы м.