Определение устойчивости откоса методом круглоцилиндрических поверхностей

 Сущность применения метода сводиться к следующему. Задаются центром вращения О откоса АВ. Уравнение равновесия будет ΣМ₀=0. Для составления уравнения моментов относительно точки вращения О разбиваем призму скольжения АВС вертикальными сечениями на ряд отсеков и принимаем вес каждого отсека Р_i с соответствующим Рис.4.17. Схемы расчета устойчивости откосов по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения: а - схема действия сил; б - положение опасных дуг скольжения.

отрезком дуги скольжения. Раскладываем силы веса Р_i на направление радиуса вращения и ему перпендикулярное (рис.4.17,а) и составляем уравнение равновесия, приравнивая нулю момент всех сил относительно точки вращения:

ΣT_iR-ΣN_itgφR-cLR=0 (4.42).

Сокращая это выражение на R, получим

ΣT_i -ΣN_itgφ-cL=0        (4.43)

где L- длина дуги скольжения; с, φ- угол внутреннего трения и сила сцепления; T_i и N_i,- соответственно касательная и нормальная составляющие силы веса: Т _{i =} Р i sin φ, N_i=P_i cos α

За коэффициент устойчивости откоса принимают отношение момента сил удерживающих к моменту сил сдвигающих:

               

 

                                          (4.44)

 

Необходимо из всех возможных дуг поверхностей скольжения выбрать наиболее опасную (рис.4.17,6). Для намеченных центров дуг О₁ О₂,0₃ определяем необходимое по условию устойчивости сцепление, соответствующее предельному равновесию,

С=(ΣT_i-N_itgφ)/L      ₍₄.₄₅₎

Из всех возможных центров скольжения выбираем тот, для которого требуется максимальная величина сил сцепления.

 

ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТОВ

Грунты представляют собой сложную многофазную систему (твердую, фазу, жидкость, защемленный в порах воздух), вода в грунте может быть свободной и связной. Деформации грунта зависят как от общего изменения его объема: уплотнения, набухания, так и от деформируемости всех компонентов, составляющих грунт: ползучести скелета, сжимаемости поровой воды, паров и газов.

Различают следующие виды деформаций:

- упругие (изменение объема, искажение формы);

- неупругие остаточные (уплотнения, набухания, ползучести);

- чисто остаточные (разрушение структуры, излом частиц).

Упругие деформации возникают при периодической нагрузке и разгрузке грунта; упругие деформации без изменения объема наблюдаются при мгновенных нагрузках. В последнем случае изменения объема пор не происходит, т.к. деформации не успевают развиваться. При периодической нагрузке продолжительность ее действия оказывается недостаточной для полного развития деформаций уплотнения грунта.

Неупругие остаточные деформации уплотнения протекают в течение деятельного времени, т.к. обусловлены изменением пористости за счет отжатия воды и воздуха из пор грунта. Кроме того, остаточные деформации возникают за счет взаимных перемещений частиц грунта (сдвигов); образуя зоны пластических деформаций в основании фундамента.

Влияние условий загружения в значительной степени сказывается на развитии того или иного вида деформаций. Периодически действующая нагрузка вызывает нарастание полной величины осадки от каждого последующего цикла. Вместе с тем упругая и, особенно, остаточная деформации от каждого цикла с увеличением числа последних уменьшаются. После достаточно большого числа циклов загружения проявляется лишь упругая деформация, т.е. грунт начинает работать как упругое тело.