3. Расчет по схеме скола при просадке (расчет на выдавливание)
39. Для оценки устойчивости откоса, предполагая нарушение его устойчивости в форме скола при просадке, вызванного выдавливанием грунта, залегающего в основании откоса, можно использовать метод Союздорнии / 4/, являющийся развитием методов проф. Н.П. Пузыревского, Н.Н. Маслова, Г.М. Шахунянца / 7, 26/.
Метод основан на недопущении развития в основании откоса зон, в которых нарушено условие предельного равновесия.
40. Степень устойчивости откоса по этому методу оценивается по величине коэффициента безопасности
 (30)
где  - минимальное значение коэффициента стабильности из полученных для различных горизонтов грунтовой толщи, слагающих основание откоса (см. п. 41).
Устойчивость откоса считается обеспеченной при условии K без ≥ 1.
41. Коэффициент стабильности для заданного горизонта представляет собой отношение величины сопротивляемости грунта сдвигу в наиболее опасной точке (или точках) основания откоса и на наиболее опасной площадке для данного горизонта к величине касательных напряжений, возникающих в этой точке (точках) и на этой площадке от веса грунта, слагающего откос.
Практически коэффициент стабильности для заданного горизонта устанавливается по формуле
 (31)
где Рбез - безопасная нагрузка для заданного горизонта, т.е. такая величина внешней нагрузки на основание, при которой практически еще отсутствует запредельное*) состояние на данном горизонте;
*) Запредельное состояние характеризуется условием превышения касательными напряжениями сопротивляемости грунта сдвигу.
Ро - проектная нагрузка на основание, Ро = γср · h , т/м2;
γср - средневзвешенный объемный вес грунта откоса, т/м3;
h - высота откоса, м.
42. Безопасная нагрузка для данного горизонта определяется по формуле
 (32)
где с и φ - соответственно сцепление и угол внутреннего трения грунта на данном горизонте;
γср - средний объемный вас грунта, расположенного выше рассматриваемого горизонта (до уровня подошвы откоса), т/м3;
z - глубина расположения данного горизонта от уровня подошвы откоса, м;
β - величина касательных напряжений в наиболее опасной точке и на наиболее опасной площадке для данного горизонта, выраженная в долях от напряжений на поверхности основания откоса.
43. Величина β является функцией очертания расчетной эпюры нагрузки на основание от веса грунта откоса (крутизна и высота откосов, ширина земляного полотна), величины угла внутреннего трения грунта рассматриваемого горизонта и относительной глубины расположения этого горизонта.
При простом (трапецеидальном) очертании насыпи или выемки (т.е. расчетной эпюры нагрузки) величина β устанавливается для насыпей с помощью графиков рис. 14, а - е и для выемок - рис. 15, а - г. При промежуточных значениях  и φ производится интерполяция. При сложном очертании насыпи или выемки величина β в первом приближении определяется для каждого горизонта путем алгебраического суммирования значений β, полученных для данного горизонта при некоторых простых (трапецеидальных) эпюр нагрузок, дающих в сумме расчетную эпюру нагрузки. При разделении фактической эпюры на простые необходимо, чтобы все эпюры имели общую ось симметрии, а основание их совпадало бы с фактической поверхностью основания откоса (рис. 16).
Рис. 14. Графики для определения значения функции β при расчете откосов насыпей по схеме скола при просадке
1 -  = 0,2;
2 -  = 0,6;
3 -  = 1;
4 -  = 3;
5 -  = 10.
Рис. 15. Графики для определения значения функции β при расчете откосов выемок по схеме скола при просадке
Рис. 16. Разделение фактической сложной эпюры на простые ( ADEFGK = ADGK + MEFN - MDGN )
44. В общем случае, когда величины c , φ, γ cp изменяются по глубине основания, расчет устойчивости следует проводить, используя графическое построение рис. 17. С этой целью строят график изменения величины f 1 = c + γ cp · z · tg φ в зависимости от глубины z , график изменения f 2 = β в зависимости от глубины z , после чего по нескольким точкам строят график изменения по глубине отношения этих функций, т.е.  . Минимальное значение Рбез определит расчетный горизонт, а отношение Рбез к проектной нагрузке Ро - величину коэффициента безопасности.
Рис. 17. Графическое построение к расчету устойчивости откоса по схеме скола при просадке
45. Безопасная нагрузка может быть вычислена применительно к условиям работы грунта основания с природной плотностью и влажностью или при плотности и влажности, отвечающих изменившемуся в результате сооружения насыпи или выемки напряженному состоянию толщи. Учет этих условий осуществляется введением в расчет величин с и φ, соответствующих расчетной плотности и влажности грунта.
46. Опасность нарушения устойчивости откоса в форме скола при просадке вследствие выдавливания грунта из его основания исключается, если коэффициент безопасности, определенный для расчетных условий, оказывается больше или равным 1.
47. Изложенный метод можно использовать как приближенный, если нужно оценить возможность нарушения устойчивости откоса выемки вследствие выдавливания грунта одного из слоев, слагающих откос. При этом случай неполной разработки выемки, когда опасный слой залегает в основании вышележащей части откоса, рассматривается как расчетный.
|
