Откос – это наклонная граничная поверхность между воздухом и телом земляного сооружения, такого как автомобильные дороги, выемки или насыпи, железнодорожные выемки или насыпи, земляные плотины, дамбы и речные дрессировочные работы. Анализ устойчивости склонов имеет решающее значение в инженерной практике для обеспечения устойчивости сооружений и предотвращения потерь человеческих жизней и денежных средств.
Распространенными методами анализа устойчивости склона являются метод Кульмана, обычный метод срезов и метод срезов Бишопа. Эти методы разработаны на основе предположения, что плоскость разрушения представляет собой дугу окружности, за исключением метода Кульмана, который предполагает плоскую поверхность разрушения через носок склона.
Количественное определение устойчивости откосов необходимо для ряда инженерных проектов, например, для проектирования земляных плотин и насыпей, анализа устойчивости естественных откосов, анализа устойчивости вырытых откосов и анализа разрушения фундаментов и подпорных стен на большой глубине.
Причины неустойчивости склонов
Цель анализа устойчивости склонов
Типы откосов
Разрушение
1. Круговые провалы
Они связаны с однородными,
изотропным грунтовым условиям.
2. Некруговые проскальзывания
Некруговые проскальзывания связаны
с неоднородными грунтовыми условиями.
3. Трансляционное разрушение
Этот тип разрушения имеет место, когда на форму поверхности разрушения влияет наличие прилегающего пласта различной прочности, а прилегающий пласт залегает достаточно глубоко.
4. Сложное разрушение
Возникает там, где на форму поверхности разрушения
на форму поверхности разрушения влияет наличие соседнего пласта различной
прочности, а прилегающий пласт залегает относительно глубоко.
Типы разрушения склонов
Допущения при анализе устойчивости склонов
Фактор безопасности
Существует
Существуют различные коэффициенты безопасности, которые используются при анализе устойчивости склонов.
Например, коэффициент безопасности в отношении прочности, когезии, трения,
и высоты. Первый широко используется.
1. Коэффициент безопасности по прочности
Это отношение максимальной нагрузки или напряжения, которое может выдержать грунт, к фактической нагрузке или напряжению, которое прикладывается, и выражается следующим образом:
Диаграмма определения коэффициента безопасности
2. Коэффициент безопасности по отношению к сцеплению
Это отношение между фактической связностью и связностью, необходимой для устойчивости, когда фрикционная составляющая прочности полностью мобилизована, выражается по следующей формуле:
3. Коэффициент безопасности по отношению к трению
Это отношение тангенса угла сопротивления сдвигу грунта к тангенсу мобилизованного угла сопротивления сдвигу грунта при полной мобилизации когезионного компонента прочности.
4. Коэффициент безопасности по высоте
Это отношение максимальной высоты склона к фактической высоте склона.
Склон
Методы анализа устойчивости
1. Метод Кульмана
Не является
широко используется, поскольку показано, что плоские поверхности скольжения отмечаются
только при очень крутых склонах, а для относительно пологих склонов поверхности скольжения
скольжения почти всегда искривлены.
Метод Кульмана анализа устойчивости склонов
2. Метод нулевого угла сопротивления сдвигу
Этот метод анализа устойчивости склонов основан на предположении, что плоскость разрушения имеет форму круговой дуги. Это практический метод для оценки краткосрочной устойчивости насыщенных глинистых склонов.
Силы, участвующие в расчете устойчивости склонов
3. Обычный метод срезов
Он
рассматривается в тех случаях, когда эффективный угол сопротивления сдвигу не является постоянным
по поверхности разрушения, например, в зональных земляных плотинах, где поверхность разрушения
может проходить через несколько различных материалов.
Обычный метод анализа
4. Метод срезов Бишопа
В методе срезов Бишопа анализ проводится в терминах напряжений, а не сил, которые используются в обычном методе срезов. Основное отличие этого метода от обычного метода срезов заключается в том, что разрешение сил происходит в вертикальном направлении вместо направления, нормального к дуге. Упрощенный метод срезов Бишопа обеспечивает коэффициент безопасности, который значительно близок к коэффициентам, оцененным с помощью более строгих методов анализа.
Напряжения и силы, действующие на срез в методе анализа Бишопа
5. Моргенштерн и Прайс (1965) и Янбу (1973)
Эти исследователи разработали методы анализа поверхностей разрушения композитов.
: Устойчивость откосов для выемок в различных типах грунта
Читайте далее:- 21 тип плотин в строительстве.
- Топ-5 крупнейших провалов плотин в мире.
- Разрушение плотины в Остине: Одна из крупнейших катастроф в истории США.
- Мосульская плотина в Ираке: Самая опасная плотина в мире.
- Причины разрушения земляных плотин.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Устойчивость откосов открытых выемок в различных типах грунта.