Проверка общей устойчивости откосной части насыпи

Проверка общей устойчивости откосной части насыпи. Откосы насыпей под влиянием собственного веса стремятся принять более пологое очертание. Как правило, оползающий массив грунта смещается по криволинейной по¬верхности, которую для практических целей можно принимать за круглоцилиндрическую поверхность скольжения (КЦПС). При проектировании насыпей автомобильных дорог для опре¬деления местоположения центров наиболее опасных КЦПС в частности пользуются методом Феллениуса.

Откладываем углы = 280 и = 370, затем выстраиваем прямые ОА и ОВ. От края подошвы насыпи откладываем перпендикуляр к поверхности основания длиной = 5,6 м (отрезок АС). Из точки С проводим отрезок СD длиной 4,5  5,6 = 25,2 м, параллельный поверхности основания.

Через точки О и D проводим прямую.

Положение центра наиболее опасной кривой определяем последовательным расчетом для нескольких точек на прямой ОD, откладываемых с шагом, равным 0,25  5,6 = 1,4 м от точки О. Точка, для которой значение фактического коэффициента устойчивости имеет минимальное значение и будет центром наиболее опасной круглоцилиндрической поверхности скольжения. Значения , R, , , и находим графическим путем.

Требуемый коэффициент устойчивости определяем по формуле . где - коэффициент надежности по назначению сооружения ( =1,20); -коэффициент сочетания нагрузок ( =0,9); -коэффициент перегрузки ( =1,2); -коэффициент условий работы ( =0,85). 1,52 Далее в табличной форме (табл.2.1.1) находим моменты сдвигающих и удерживающих сил при различных радиусах КЦПС и фактический коэффициент устойчивости откоса по формуле где – вес грунтовой призмы, кН; – тангенс угла внутреннего трения грунта насыпи по первой группе предель¬ных состояний; – угол наклона поверхности скольжения к горизонтали в пределах выделенной призмы, град.; – удельное сцепление грунта насыпи по первой группе предель¬ных состояний, кПа; R – радиус образующей поверхности скольжения, м; – абсцисса и ордината проекции центра тяжести грунтовой призмы на поверхность скольжения, м; – длина образующей поверхности скольжения, м;  – угол раскрытия дуги, ограничивающей оползающий массив.

При R = 8,2 м (центр кривой совпадает с точкой О), длина дуги КЦПС: м Таблица 2.1.1 № элемента 1 -1,90 0,60 8,00 0,84 19,42 16,31 -30,99 130,48 2 -0,50 2,10 8,20 2,94 19,42 57,09 -28,55 468,14 3 0,90 3,70 8,10 5,18 19,42 100,60 90,54 814,86 4 2,30 4,80 7,90 6,72 19,42 130,50 300,15 1030,95 5 3,70 4,90 7,60 6,86 19,42 133,22 492,91 1012,47 6 5,10 4,00 6,50 5,60 19,42 108,75 554,63 761,88 7 6,50 2,70 4,90 3,78 19,42 73,41 477,17 359,71 8 7,70 0,50 2,40 0,70 19,42 13,59 104,64 32,62 Сумма 1960,50 4556,11 1,43 Вывод: так как = 1,43  = 1,52, откосная часть насыпи не устойчива. При R = 8,6 м длина дуги КЦПС: м Таблица 2.1.2 № элемента 1 -0,70 0,80 8,60 19,42 1,75 -15,23 187,05 2 0,70 2,20 8,60 19,42 59,81 41,87 514,37 3 2,10 3,3 8,40 19,42 89,72 188,41 753,65 4 3,50 4,00 7,90 19,42 108,75 380,63 859,13 5 4,90 4,10 7,00 19,42 108,75 532,88 761,25 6 6,30 2,70 5,80 19,42 73,41 462,48 425,78 7 7,50 1,10 4,10 19,42 29,91 224,33 122,63 Сумма 1815,37 3623,86 1,33 Вывод: так как = 1,33  = 1,52, откосная часть насыпи не устойчива.

При R = 9,4 м, длина дуги КЦПС: м Таблица 2.1.3 № элемента 1 0,70 0,60 9,30 19,42 16,31 11,42 151,71 2 2,10 1,80 8,90 19,42 48,94 102,77 435,55 3 3,50 2,80 8,60 19,42 76,13 266,44 654,69 4 4,90 3,30 7,90 19,42 89,72 439,63 708,79 5 6,30 3,00 6,80 19,42 81,56 513,85 554,64 6 7,70 1,30 5,10 19,42 35,34 272,15 180,23 Сумма 1606,26 2685,61 1,22 Вывод: так как = 1,22  = 1,52, откосная часть насыпи неустойчива.

При R = 10,4 м, длина дуги КЦПС: м Таблица 2.1.4 № элемента 1 2,10 0,80 10,20 19,42 21,75 45,68 221,85 2 3,50 1,60 9,70 19,42 43,50 152,25 421,96 3 4,90 2,20 9,10 19,42 59,81 293,09 544,30 4 6,30 2,60 8,10 19,42 70,69 445,34 572,58 5 7,70 2,20 6,80 19,42 59,81 60,56 406,72 6 9,10 0,70 5,30 19,42 19,03 173,19 100,87 Сумма 1570,08 2268,29 1,25 Вывод: так как = 1,25  = 1,52, откосная часть насыпи неустойчива Наименьший коэффициент устойчивости откосной части насыпи получен при радиусе R = 9,4 м. Эта КЦПС соответственно считается наиболее опасной.

Так как устойчивость откосной части насыпи не обеспечена, принимается решение об армировании откосной части насыпи. 2.2.