Устойчивость откосов и склонов

Критерий оценки устойчивости

Устойчивость грунта в откосах

Количественная оценка устойчивости откосов и склонов основана на требованиях СНиП 2.02.01-83*. Критерием устойчивости является коэффициент запаса устойчивости, который должен быть больше нормативного:

. (6.1)

 

Коэффициент запаса устойчивости характеризует соотношение удерживающих Муд и опрокидывающих Мопр моментов рассматриваемого объема грунта. При этом предполагается, что оползневый массив грунта жестко смещается по поверхности скольжения.

Наиболее простым является метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. На рис. 6.7 показана расчетная схема для определения коэффициента запаса устойчивости склона методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения с учетом сил инерции (сейсмики) Qc и фильтрации Qф (аb – поверхность скольжения; cd – депрессивная кривая).

 

Рис. 6.7. Расчетная схема для определения коэффициента

запаса устойчивости склона

 

Коэффициент устойчивости определяется следующим выражением:

, (6.2)

 

где - угол наклона основания отсека к горизонту.

Инерционные (сейсмические) силы учитываются на основе принципа квазистатических сил, т.е. , где - коэффициент сейсмичности, определяемый в зависимости от балльности. При этом следует выбирать наиболее неблагоприятное направление действия сейсмических сил.

В фильтрующих откосах необходимо также учитывать фильтрационные силы, действующие на каждый элементарный объем, т.е. , где - удельный вес воды, - компоненты гидравлического градиента в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Суммарные силы фильтрации определяются путем интегрирования по площади фильтрующего массива:

 

 

, (6.3)

 

 

где F – площадь между круглоцилиндрической поверхностью и депрессивной кривой.

Равнодействующая фильтрационная сила определяется по формуле:

 

, (6.4)

 

 

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения позволяет оценить длительную устойчивость склонов и откосов путем учета изменчивости во времени прочностных свойств грунтов, гидрологических условий и влажностного режима. В этом случае коэффициент длительной устойчивости имеет вид:

 

 

. (6.5)

 

В формуле (6.5) переменными параметрами являются угол внутреннего трения , сцепление , поровое давление , а также фильтрационные силы и силы сейсмики.