Расчет устойчивости склонов

Противооползневые сооружения и мероприятия

Искусственное изменение рельефа склона следует предусматривать для предупреждения и стабилизации процессов сдвига, скольжения, выдавливания, осыпей и течения грунтов, включая оползнепотоки.

Образование рационального профиля склона достигается приданием ему соответствующей крутизны, террасированием и общей планировкой склона, удалением или заменой неустойчивых грунтов, отсыпкой в нижней части склона упорной призмы (банкета).

При проектировании уступчастой формы откоса размещение берм и террас (до 5м) следует предусматривать на контактах пластов грунтов и на участках высачивания грунтовых вод.

Ширину берм и высоту уступов, а также расположение и форму банкетов следует определять расчетом общей и местной устойчивости склона, планировочными решениями, условиями производства работ и эксплуатационными требованиями; удаление неустойчивых грунтов следует предусматривать, если обеспечение их устойчивости является неэффективным или экономически нецелесообразным.

Искусственное понижение УПВ (водопонижение) следует предусматривать для устранения или ослабления разупрочняющего и разрушающего воздействия подземных вод на грунты, снижение или устранение фильтрационного давления.

С этой целью применяют следующие водопонижающие устройства:

- траншейные дренажи (открытые траншеи и канавы);

- закрытые беструбчатые дренажи (траншеи, заполненные фильтрующим материалом) для осушения оползневого поля, рассчитанные на недолговременный срок службы;

- трубчатые и галерейные дренажи – в устойчивой зоне за пределами смещающихся вод, для перехвата подземного потока при продолжительном сроке службы;

- пластовые дренажи – на участках высачивания подземных вод и на склонах для предотвращения суффозии, и в основании банкетов;

- водопонижающие скважины различных типов (в том числе самоизливающиеся и водопоглощающие) в сочетании с дренажами или взамен им; в случае их большей эффективности или целесообразности их применения.

 

 

Схема к расчету устойчивос­ти склона по круглоцилиндрической по­верхности скольжения.

 

(1)

 

 

Расчет устойчивос­ти склона по круглоцилиндрической по­верхности скольжения применяется для исследования устойчивости склонов (откосов), сложенных однородными грунтами. При наличии на склоне сооружений весом Р_с и выше поверхности скольжения потока грунтовых вод коэффициент устойчивости склона определяется по формуле (1), где:

— вес грунта в пределах расчетного і-того элемента

=S₁+S₂, Н/м;

α_і— угол наклона поверхности скольжения к горизонту в пределах расчетного элемента, град;

Р_с — вес сооружения, Н/м;

α_с — угол между вектором силы и направлением от поверхности скольже­ния к центру кривой скольжения, град;

— угол внутреннего трения на поверхности скольжения, град;

удельное сцепление грунта на поверхности скольжения в пределах расчетного элемента, Па;

— длина элемен­та, м;

R — радиус кривой скольжения, м;

S₁ — площадь сечения расчетного элемента, где грунт имеет естественную влажность, м²;

S₂ — площадь сечения рас­четного элемента, занятая фильтрационным потоком, м²; е — плечо действия силы (веса грунта расчетного элемента) относительно центра кривой скольжения, м;

—плотность грунта естественной влажности, кг/м³;

а , d — плечи действия горизонтальной силы и веса Р_с относительно центра кривой скольжения, м;

— горизонтальная сила, приложенная к сооружению, Н/м;

— гидравлический градиент

— плечо действия фильтрационного давления в і-том элементе, м;

плотность грунта, взвешенного подземными водами, кг/м³.

Силовое воздействие на оползневые блоки зависит от сейсмического коэффициента сотрясений:

– наибольшее сейсмическое ускорение для принятого района, м/с².

 

Сейсмическая инерционная сила определяется через вес P_i оползневых масс, ограниченных поверхностью скольжения и дневной поверхностью склона:

Поиск центра наиболее опасных поверхностей скольжения проводят в двух взаимоперпендикулярных направлениях, по которым откладывают вычисленные значения . Если в разрезе склона имеется прослойка слабых пород, положение кривой скольжения выбираем так, чтобы большая ее часть приходилась на слабые породы.