механика грунтов, конспект лекций. Лекция 4 Основные понятия курса. Цели и задачи курса. Состав, строение, состояние и физические свойства грунтов. 4
![]()
|
4.4. Простейшие методы расчетов устойчивости4.4.1. Устойчивость откосов в идеально сыпучих грунтах (ϕ ≠0; с=0)Имеется откос с углом заложения α, при заданном φ для песка, слагающего откос (рис.4.4, а). Рассмотрим равновесие частицы, свободно лежащей на поверхности откоса: т.к. грунт обладает только внутренним трением, то устойчивость будет обеспечена, если T≤T’. З ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() при α=φ в идеально сыпучих грунтах угол естественного откоса – α равен углу внутреннего трения грунта. Окончательно ![]() при ![]() В случае, если требуется определить угол заложения будущего откоса с запасом устойчивости, то α соответственно определиться как: ![]() 4.4.2. Учет влияния фильтрационных силЕсли уровень подземных вод находится выше подошвы откоса, возникает фильтрационный поток, выходящий на его поверхность, что приводит к снижению устойчивости откоса. В этом случае при рассмотрении равновесия частицы необходимо добавить гидродинамическую составляющую D. Гидравлический градиент в точке выхода потока равен: ![]() ![]() γw – удельный вес воды; n – пористость. Учитывая, что вес единицы объема грунта P=γV, где V=1. Уравнение предельного состояния запишется как: ![]() т.к. ![]() ![]() Угол заложения откоса при заданном нормативном коэффициенте устойчивости: ![]() 4.4.3. Устойчивость вертикального откоса в идеально связных грунтах (ϕ=0; с≠0)Если высота откоса, сложенного связными грунтами, не превышает предельного значения h0, то связный грунт может держать вертикальный откос. Наиболее неблагоприятное напряженное состояние возникает у подошвы откоса в т.А (рис.4.1, в) Именно здесь начинает формироваться состояние предельного равновесия. Максимальное главное напряжение в этой точке равно природному, т.е. ![]() ![]() Условие предельного равновесия имеет вид: ![]() Учитывая, что здесь φ=0 (по условию задачи), а также подставляя сюда σ1 и σ3, после преобразования будем иметь: ![]() Коэффициент устойчивости вертикального откоса при h≤h0: ![]() Высота вертикального откоса в идеально связных грунтах, отвечающего заданному запасу устойчивости: ![]() |