Устойчивость откоса грунта обладающего только сцеплением

Устойчивость откоса грунта, обладающего только трением

Рассмотрим устойчивость частиц идеально сыпучего грунта, слагающего откос.

Вес F этой частицы разложим на две состав­ляющие: N, нормальную к поверхности откоса, и Т, касатель­ную к ней.

где f — коэффициент трения частицы грунта по грунту

Составим уравнение проекций сил на направление поверх­ности откоса НС и условиях предельного равновесия:

Отсюда получим, что в этих условиях

Для обеспечения устойчивости откоса сила, удерживающая частицу Л, должна быть больше сдншающих сил. Обозначим коэффициент надежности γ_n. Тогда

Гидродинамическое давление подземной воды учитывают путем расчета фильтрационного потока, выходящего через поверхность откоса. Рассчитывают поверхность депрессионной кривой и положение касательной к ней в точке выхода воды через поверхность откоса. По направлению касательной откладывают силу гидродинамического давления D (рис. 8.5, б). Из гидравлики известно, что интенсивность гидродинамического давления на единицу поперечного сечения пористого тела со­ставляет:

Где γ_ω —удельный вес воды; n —пористость грунта; i—градиент напора.

В точке выхода воды через поверхность откоса действуют силы D и F (рис. 8.5,6), которые приводятся к равнодействую­щей R. Сила R отклонена от вертикали на угол [3. Это равно­сильно повороту откоса, показанного па рис. 8.5, а, на угол р. В таком случае устойчивый угол откоса находят из условия

Устойчивость вертикального откоса грунта, обладающего только сцеплением

Пылевато-глинистые грунты часто обладают очень ма­лым углом внутреннего трения, который при приближенном ре­шении задач можно не учитывать. В то же время эти грунты имеют сцепление, благодаря которому могут удерживать вер­тикальный откос. Для строителей при рытье котлованов важно знать, на какую глубину можно разрабатывать грунт с вер­тикальным откосом.

Рассмотрим для такого грунта устойчивость вертикального откоса АВ высотой h(рис. 8.6). Проведем след АС возможной поверхности обрушения в виде плоскости под углом о к гори­зонту, так как наименьшей площадью такой поверхности между точками А и С будет обладать плоскость. По всей этой плоскости будут действовать удельные силы сцепления с. Разобьем призму обрушения ABC на вертикальные элементы толщиной dy (рис. 8.6). Так как элементы сползают одновременно по поверхности АС, взаимодействие между ними не учитываем. Рассмотрим интенсивность сдвигаю­щей силы в точке А. Вес крайнего элемента толщиной dy (без учета второй степени малости) будет dF = yh-l-dy, и сдвигаю­щая сила по наклонной площадке составляет

где Y — удельный пес грунта; 1 — размер призмы, перпендикулярный плоскости чертежа, который в дальнейших задачах везде опускаем.

Удерживающая сила па этом участке обусловлена только удельной силой сцепления

В таком случае коэффициент надежности на участке

Наименьшее значение уп будет при наибольшей величине sin 2

Понятие о расчетном сопротивлении грунта.

Расчетное сопротивление грунта соответствует такой нагрузке ан грунт при кот. в грунте допускается образование зон сдвигов на глубину zmax=0,25b. Тогда выражение расчетного сопртивления

Обозначим в выражении коэф перед каждым слагаемым в виде :

; ; .

Расчетное сопротивление по СНБ: В том случае если нет подвала то d_в=0

В том случае если нет подвала то d_в=0

Предельное давление на грунт.

Впервые эта задача была решена Франдлем и Рейслером.

b’ u l’ — преведенная ширина и длина фундамента.

Устойчивость откоса грунта обладающего только трением.

Имеем откос сыпучего грунта на кот лежит частица М. разложим вес частицы на две составляющие N и Т.

Проектируя все силы на наклонную грань откоса получаем

Откуда следует что:

Предельных угол откоса сыпучих грунтов равен углу внутреннего трения грунта.

Устойчивость откоса грунта обладающего только сцеплением.

Такому условию отвечают грунты с углом внутреннего трения (φ) = 0 (жирные глины).

Для жирных глин характеристика сцепления (с) – составляет основную прочность откосов.

67. Активное и пассивное давление грунта на вертикальную подпорную стенку.

Давление которое испытывает на себе подпорная стенка со стороны удерживаемого грунта наз-ся активным давлением.

Максимальное сопротивление грунта когда на него давит подпорная стенка наз-ся пассивным давлением.

Давление покоя- давление возник-ее в массиве грунта, когда грунт не испытывает продольных перемещений.

Определение давления сыпучего грунта на вертикальную подпорную стенку.

Определение давления грунта с учетом равномерно-распределенной нагрузки приложенной к пов-ти грунта.

H=q/

Определение давления связного грунта на вертикальную подпорную стенку.

Эту формулу можно представить в виде

71.Круглоцилиндрический метод расчёта устойчивости откосов и подпорных стен. Рассмотрим подпорную стенку и действующие на неё силы.

На стенку действуют силы трения и скольжения.

;

В числителе приведены удерживающие силы, в знаменателе сдвига. Расчет устойчивости откоса:

Различается расчет для однородного и неоднородного грунта. Если грунт неоднородный выделяют каждую часть и определяют для неё ее вес.

Давление грунтов на подземные сооружения и трубопроводы.

Усилие или величина изгибающих моментов и сжимающие силы определяются из выражений:

М= ;

N=

Исходные данные для проектирования оснований и фундаментов.

-функциональное назначение здания

-размеры здания в плане; -конструктивные особенности

— нагрузки на фундамент;-физико-механические свойства грунтов

74. Анализ инженерно-геологических условий и их влияние на вариантность решений фундаментов

Анализ вкл: изучение опыта стр-ва, ознакомление и наплоставанием слоёв грунтов, уровнем грунтовых вод. Опр. нор-х и расчётных хар-к грунтов по 1-ой и 2-ой группе предельных состояний. Назначение наиб.рационального места сооружения

75. Технико- экономические факторы вариантов фундаментов.

2. Возможность выполнения работ в сжатые сроки

3. В-тьвып-я работ в зимнее время

4. Материалаёмкость(расход материала)

5.Величины осадок и их нерав-ть

6. Необходимость осушения котлованов при устр-ве фундаментов

Главный показатель; экономич. эффективность. Она проводиться по полным приведенным затратам.

Виды фундаментов в открытых котлованах

1.отдельные фундаменты могут быть: отд. под колонны и отд. под стены

2. ленточные фундаменты могут быть под колонны(рядовые и перекрёстные) и под стены (непрерывные или прерывистые)

3. сплошные могут быть под колонны или под стены

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

• Главная

Категории

• Астрономия
• Биология
• Биотехнологии
• География
• Государство
• Демография
• Журналистика и СМИ
• История
• Лингвистика
• Литература
• Маркетинг
• Менеджмент
• Механика
• Науковедение
• Образование
• Охрана труда
• Педагогика
• Политика
• Право
• Психология
• Социология
• Физика
• Химия
• Экология
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика
• Юриспруденция
• Этика и деловое общение

Физика Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением.

j = 0 (жирные глины)

С – составляет основную прочность откосов

На какую глубину (h) можно откопать котлован с вертикальными стенками?

Поверхность возможного обрушения

В С

T a Рассмотрим призму АВС

Q N С Q- вес призмы (разложим его на

h 2 составляющие T и N)

С sina=T/Q; ctga= ВС/h

a

А С- силы сцепления, действующие вдоль откоса

T = Q sina; Q =g; Т = — сдвигающая сила

sina=; АС = ; — удерживающая сила (т.к. изменяются по закону )

g_оctga×sina — = 0; g_о

но a — мы приняли произвольно (sina — изменяется в пределах 0…1),

при max использовании сил сцепления:

h_max ® при a = 45 о ; sin2a = 1; Тогда

Пример. Пусть:

С = 0,1кг/м 2 = 1т/м 2 = 0,01Мпа = 0,01МН/м 2

g = 2т/м 3 = 20кН/м 3 = 20·10 -3 МН/м 3

h_max= 2 ´ 1 / 2 = 1м,следовательно откос будет устойчив при вертикальной стенке не более 1 м.

2-ой способ расчета:

– при sin 2a =max = 1

ПроСопромат.ру

Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания

Устойчивость вертикального откоса грунта, обладающего только сцеплением (с≠0, φ=0)

Пусть высота откоса равна h. Проведем линию возможной поверхности скольжения ас под углом α к горизонту. По всей этой плоскости будут действовать удельные силы сцепления с.

Составим уравнение равновесия всех сил, действующих на оползаемую призму abc. Активной силой будет вес Р призмы abc. Учитывая, что bc=h∙ctgα, получим:

Тогда его составляющие будут: Т=Р∙sinα и N=Р∙cosα.

Силами, сопротивляющимися скольжению, являются лишь силы сцепления «с», распределенные по плоскости скольжения .

Так как в верхней точке призмы abc давление равно нулю, а в нижней оно максимально, то в среднем следует учесть лишь половину сил сцепления. Составим уравнение в виде суммы проекций всех сил на след скольжения ас:

Найдем то значение высоты вертикального откоса, которое соответствует максимальному использованию сил сцепления. При этом, очевидно, sin2α=1, α=45˚. Тогда, при sin2α=1 из формулы имеем:

Вводя коэффициент надежности, получим окончательно:

Это и есть максимально возможная высота откоса без крепления для грунта, обладающего сцеплением «с». Полученный результат явился следствием предположения, что след скольжения ас представляет собою прямую линию.