Расчет устойчивости естественных откосов

Размещено на http://www.allbest.ru/

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет архитектуры и градостроительства

Кафедра градостроительства

Реферат

по теме: Расчет устойчивости естественных откосов

Студент:

В.А. Пономарева

Руководитель:

С.С. Казнов

Новгород, 2012 год

Содержание

Введение

1. Метод кругло-цилиндрической поверхности скольжения

2. Метод горизонтальных сил

2.1 Расчёт устойчивости склона

2.2 Графический метод

2.3 Аналитический метод

3. Сравнение и анализ расчетных методов

Список используемых источников

Введение

Работа посвящена оценки устойчивости склонов. Под оценкой устойчивости склонов понимают определённые возможности появления и степени распространения активных (движущихся) оползней при инженерно-геологических условиях и действующих нагрузках, наблюдающихся на местности при выполнении изысканий на оползневых склонах.

Различают локальные и региональные методы и прогнозы устойчивости склона. Локальные методы являются основными при составлении инженерно - геологического обоснования застройки и других видов хозяйственного освоения склоновых территорий. Региональные методы предназначены для выявления и прогноза распространённости оползней для значительных по площади зон.

Оползневые склоны подразделяются на:

1. Устойчивые - на которых формирование оползней завершилось давно и при сохранении наблюдающийся ныне природной обстановке опасность развития оползневых подвижек отсутствует;

2. Условно устойчивые - формирование которых закончилось недавно и запас устойчивости ещё очень невелик;

3. Неустойчивые - формирование которых продолжается и сопровождается развитием оползней.

Основным количественным показателем, используемом при локальной оценки и прогнозировании склонов является коэффициент устойчивости - отношение сумм удерживающих и сдвигающих сил, действующих по поверхности предполагаемого смещения. В расчётах мы будем считать склон устойчивым при k > 1,25.

В своей работе я рассчитывала склон двумя способами:

- 1 способ - Метод кругло-цилиндрической поверхности скольжения;

- 2 способ - Метод горизонтальных сил.

1. Метод кругло-цилиндрической поверхности скольжения

Этот метод получил широкое мировое признание благодаря своей простоте и практическим результатам. Сущность этого метода, который в краткой форме можно было бы назвать «методом моментов», заключается в следующем. Предполагается, что обрушение откоса может произойти лишь в результате вращения оползающего массива вокруг центра О.

Таким образом, поверхность скольжения будет представлена дугой некоторого круга с радиусом R, очерченного из центра О. Оползающий массив рассматривается при этом как некоторый твёрдый блок, всеми своими точками участвующий в одном общем движении.

Оползающий массив находится под воздействием двух моментов: момента МВР, вращающего массив, и момента МУД, удерживающего массив. Коэффициент устойчивости откоса kзап будет определяться величиной соотношения этих моментов, то есть:

kзап = МУД / МВР (1)

Расчёт устойчивости склона. Исходные данные:

Н = 38 м.;

В = 40 м.;

h1 = 8 м.;

h2 = 20 м.

Таблица 1. - Исходные данные:

Рис. 1. - Исходные данные:

Последовательность выполнения:

1) Вычерчиваем поверхность склона;

2) Задаёмся кривой поверхности скольжения. Для этого из некоторого центра О проводим дугу R = 56,5 м. Для данного склона с заложением 1:1 и углом откоса 450 б = 28°, в = 37°;

3) Делим кривую скольжения на 10 равных частей. У концов отрезков, начиная от нижней бровки склона последовательно ставим цифры от 0-10. Из точек 1-9 поднимаем перпендикуляры на профиль склона;

4) Обозначаем точки пересечения перпендикуляров с поверхностью склона последовательно 1'-9';

5) Из точек 1'-9' опускаем перпендикуляры на радиусы О1-О9. Отрезки соответственно подписываем Q1-Q9;

6) Полученные отрезки Q измеряем и откладываем вверх от кривой скольжения. Полученные точки соединяем красной линией, начиная из точки 0. Таким образом мы получили эпюру сдвигающих сил;

7) Отрезки, лежащие на радиусах О1-О9 называются N и являются проекцией удерживающих сил. На этом же чертеже откладываем от кривой скольжения вертикально вверх величины N;

8) Соединяем все проекции удерживающих сил N синей линией;

9) Находим площади F1, F2, F3:

F1 - площадь между эпюрой N и кривой скольжения, F1 = 1764,70 м²;

F2 - площадь между эпюрой Q и кривой скольжения, F2 = 776,06 м²;

F3 = 0 м².

10) Находим сумму удерживающих сил N:

?N = F1 * гср (2)

Где:

гср - удельный средний вес грунта 3-х слоёв;

?N = 1764,70 * 1,94 = 3423,5 (т/м);

11) Находим сумму сил Q:

? Q = F2 * гср (3)

?Q = 776,06 * 1,94 = 1505,5 (т/м).

12) Находим величину коэффициента запаса устойчивости:

n = (?N * tgцср + ?С * ф) / ? Q (4)

Где:

С - удельное сцепление грунта каждого слоя;

ф - длина дуги;

tgцср - тангенс от средней величины ((25 + 22 + 24) / 3) = 24;

tgцср = 0,445.

?С * ф = С1 * ф1 + С2 * ф2 + С3 * ф3 (5)

С1 * ф1 = 7,0 * 9,64 = 67,48 (т/м);

С2 * ф2 = 6,0 * 25,07 = 150,42 (т/м);

С3 * ф3 = 11,0 * 68 = 748 (т/м);

?С * ф = 965,9 (т/м);

n = (3423,5 * 0,445 + 965,9) / 1505,5 = 1,65.

Полученные сведения сводим в таблицу 2.

Таблица 2. - Результаты расчета:

2. Метод горизонтальных сил

Сущность метода горизонтальных сил Маслова-Берера заключается в том, что поверхность скольжения в данных условиях определяется не столько напряжённым состоянием толщи, сколько природными условиями и строением толщи, и носит «фиксированный» природой характер. Здесь очень часто оказываются решающими условия залегания в толще откоса или склона слабых прослоев с пониженной сопротивляемостью сдвигу или форма поверхности, подстилающей толщи, на которой происходит смещение оползневых масс.

2.1 Расчёт устойчивости склона

1) Рассчитаем давление на вертикальную стенку нижерасположенного блока по формуле (9):

H = tgбi * Pi (9)

H1 = 36.9 * 218.08 = 163.73 т/м;

H2 = 23.8 * 590.36 = 259.99 т/м;

H3 = 24.25 * 892.45 = 402.01 т/м;

H4 = 24.41 * 1024.53 = 464.96 т/м;

H5 = 39.9 * 1002.65 = 838.34 т/м;

H6 = 55.3 * 374.55 = 540.91 т/м.

2) Рассчитаем составляющую R, давления на вертикальную стенку ниже расположенного блока по формуле (10):

Ri = Pi * tg(бi- шi) (10)

Рис. 2. - Схема построения:

R1 = 218.08 * (36.9-26.36) = 40.57 т/м;

R2 = 590.36 * (23.8-23.7) = 254.98 т/м;

R3 = 892.45 * (24.43-24.42) = 190.02 т/м;

R4 = 1024.53 * (24.41-24,37) = 0.71 т/м;

R5 = 1002.65 * (39.9-24.38) = 278.43 т/м;

R6 = 374.55 * (55.3-24.33) = 224.78 т/м.

3) Рассчитаем силу Т, часть распора H, воспринимаемая трением и сцеплением:

Т = Н - R (10)

Т1 = 163.73 - 40.57 = 123.16 т/м;

Т2 = 259.99 - 259.98 = 0.01 т/м;

Т3 = 402.01 - 190.02 = 211.99 т/м;

Т4 = 464.96 - 0.71 = 464.25 т/м;

Т5 = 838.34 - 278.43 = 559.91 т/м;

Т6 = 540.91 - 224.78 = 316.13 т/м.

4) Полученные результаты сводим в таблицу 5.

Таблица 5. - Результаты расчета:

3. Сравнение и анализ расчетных методов

Находим среднее значение по первому и второму методу расчета:

(11)

оползневый геологический склон

nср = 1,65 + 0,626 / 2 = 1,13.

nср > 1, следовательно склон устойчивый и дополнительного перерасчета не требуется.

Список используемых источников

1. Стандарт предприятия. СТП ННГАСУ 1-1-98.

2. СТП ННГШАСУ 1-2-99.

3. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений / Госстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1994. - 59 с.

4. Маслов Н.Ф. Механика грунтов в строительстве - Москва, Высшая Школа - 1965 г.

5. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров. / Государственное издательство физико-математической литературы - Москва 1962. - 608 с.

Размещено на Allbest.ru