Лекция VI-2. Устойчивость откосов и склонов

• Откосом называется искусственно созданная поверхность, ограничивающая массив грунта и образующая выемку или насыпь.  

• Склоном называется наклонный участок поверхности земли, сформированный в результате действия процессов рельефа.  

• Устойчивость грунтовых массивов может быть потеряна из-за изменения внутренних сил, увеличения собственного веса грунта, гидродинамического воздействия воды, сейсмического и динамического воздействия, а также из-за техногенных причин, таких как недопустимая крутизна откоса, увеличение внешней нагрузки или нарушение технологии ведения строительных работ.  

• Устойчивость частицы на поверхности откоса обеспечивается, если тангенс угла заложения меньше или равен тангенсу угла внутреннего трения.  

• Для несвязных грунтов коэффициент трения численно равен тангенсу угла внутреннего трения.  

• В предельном состоянии один слой начинает скользить по другому, образуя параллельную поверхности поверхность скольжения.  

• Устойчивость отдельного отсека бесконечного откоса определяется углом заложения и углом внутреннего трения.  

• Коэффициент устойчивости выражается в соотношении угла внутреннего трения и угла заложения и позволяет оценить устойчивость откоса или склона.  

• Если коэффициент устойчивости равен единице, откос находится в состоянии предельного равновесия, если больше - его крутизну можно увеличивать или прикладывать дополнительную нагрузку.  

• Безопасная граница склона обычно рассматривается в диапазоне от 1.1 до 1.5 в зависимости от задач.  

• Если коэффициент устойчивости меньше единицы, склон может быть опасен.  

• В случае идеально связанного грунта, вертикальный откос может быть устойчивым до тех пор, пока силы сцепления не превышены.  

• В теории предельного равновесия рассматриваются начальная и предельная критическая нагрузки.  

• В случае вертикального откоса, можно определить предельную высоту, при которой он потеряет устойчивость.  

• Для определения предельной высоты, можно использовать формулу, учитывающую сцепление, вес грунта и угол наклона поверхности скольжения.  

• В естественных массивах грунтов, поверхность скольжения обычно криволинейна, а не прямолинейна.  

• Верхняя граница устойчивости может быть описана уравнением 3.83/гамма.  

• Для решения задач об устойчивости откосов и склонов, используются приближенные методы, такие как метод кругло-цилиндрических поверхностей скольжения.  

• Метод кругло-цилиндрических поверхностей позволяет получать коэффициенты устойчивости для откосов с криволинейным профилем и различными прочностными характеристиками.  

• Метод учитывает внутреннее трение и сцепление, но не учитывает влияние подземных вод.  

• Метод предполагает, что оползневое тело имеет кругло-цилиндрическую поверхность скольжения, проходящую через центр.  

• Устойчивость каждого отсека определяется относительно центра и радиуса.  

• Метод учитывает собственный вес, условную высоту и ширину блока, а также угол между радиусом и вертикальным радиусом.  

• Метод не учитывает внутренние усилия и условия равновесия в горизонтальных и вертикальных проекциях.  

• Метод трудоемкий и требует ручной работы.  

• В случае сложных профилей откосов, метод может не учитывать общую устойчивость всего откоса.  

• Метод Филениуса учитывает силы, действующие на поверхности скольжения и между отсеками.  

• Коэффициент устойчивости определяется итерационным методом.  

• Метод Бишопа учитывает силы между отсеками в горизонтальном направлении.  

• Коэффициент устойчивости меньше, чем у Филениуса.  

• Метод Шахунянца определяет равновесие отдельных отсеков.  

• Учитывается криволинейная поверхность скольжения.  

• Метод Янбу учитывает дополнительные усилия между отсеками.  

• Используется за рубежом.  

• Метод Спенсера заменяет горизонтальные и вертикальные силы на равнодействующую.  

• Используется за рубежом.  

• Метод Моргенштерна-Прайса учитывает равновесие моментов относительно центральной точки подошвы.  

• Статически неопределимый метод.  

• Метод Фиц Редакшн снижает параметры сопротивления сдвигу для расчета устойчивости откосов.  

• Итерационный метод.  

• Решение обратной задачи позволяет определить профиль устойчивого откоса.  

• Используется при проектировании инженерных сооружений.  

• При расчете реальных склонов необходимо учитывать, что оползневые процессы уже имели место быть, и внутри массива могут быть поверхности скольжения.  

• Для определения параметров остаточной прочности используются методы одноплоскостного среза и кольцевого сдвига.  

• Методы расчета устойчивости могут быть разделены на две группы: учитывающие деформации массива и не учитывающие их.  

• Методы, учитывающие деформации, сложны и не применяются на практике.  

• Методы, не учитывающие деформации, предполагают, что оползневое тело сохраняет свои геометрические размеры при сдвиге.  

• Большинство инженерных методов расчета устойчивости основаны на упрощениях и предпосылках, позволяющих сократить количество уравнений равновесия.  

• Применение компьютерных методов позволяет выполнить итерационный расчет и найти наиболее опасную поверхность и наименьший коэффициент устойчивости.