Расчетные модели по оценке устойчивости откосов и склонов и определению расчетных оползневых сил

Расчеты устойчивости откосов насыпей или склонов производятся для выяснения причин их деформаций и при проектировании габионных сооружений.

Устойчивость откосов насыпей или склонов оценивается в нескольких сечениях как для полной высоты откоса или склона (общая устойчивость), так и для отдельных частей откосов или склонов (местная устойчивость).

Для расчетов устойчивости используется модель Г.М.Шахунянца, позволяющая определять коэффициент устойчивости как при круглоцилиндрической, так и при любой форме поверхности возможного смещения (рис.4.10)

, (4.2)

где - количество отсеков, на которые разбивается блок возможного смещения (см. рис.4.10);

- коэффициент внутреннего трения грунта, проявляющийся по поверхности смещения -го отсека, ;

- угол внутреннего трения грунта по основанию -го отсека, град;

- реактивная сила сцепления по поверхности смещения в -м отсеке, кН/м;

- удельное сцепление грунта по основанию -го отсека, кПа;

- длина поверхности смещения в пределах отсека, м;

- реактивная сила трения по поверхности смещения в -м отсеке, кН/м;

и - нормальная и тангенциальная составляющие силы веса для -го отсека, кН/м;

, (4.3)

где - угол наклона к горизонту поверхности смещения -го отсека (в пределах отсека, если поверхность возможного смещения криволинейна, она заменяется плоской поверхностью, т.е. прямой на чертеже), град.;

при - направление в сторону сдвига;

при направление в сторону удержания отсека.

, (4.4)

где - количество инженерно-геологических элементов (ИГЭ), содержащихся в данном отсеке;

- площадь, занимаемая в данном отсеке -ым ИГЭ, м ;

- удельный вес грунта -го ИГЭ, кН/м .

СХЕМА ДЕЙСТВИЯ ОПОЛЗНЕВОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОДПОРНУЮ СТЕНУ

Рис.4.10

Воздействие внешних нагрузок от верхнего строения пути (кПа) и поездных (с учетом динамического состояния насыпи) (кПа) заменяется весом фиктивных столбов грунта, высотой (м) и (м) соответственно.

, (4.5)

где - удельный вес грунта для ИГЭ, непосредственно примыкающего к основной площадке, кН/м .

Габионные сооружения должны работать на восприятие оползневых давлений , кН/м откосов, поэтому наряду с определением величин одновременно рассчитываются и оползневые силы

, (4.6)

где - допускаемая величина коэффициента устойчивости.

В соответствии с СТН Ц-01-95 /3/ допускаемый коэффициент устойчивости определяется как

, (4.7)

где - коэффициент надежности по назначению сооружения (коэффициент ответственности сооружения), принимается:

для скоростных и особогрузонапряженных линий - 1, 25,

для линий 1 и 2 категории - 1, 20,

для линий 3 категории - 1, 15,

для линий 4 категории - 1, 10;

- коэффициент сочетания нагрузок, учитывающий уменьшение вероятности одновременного появления расчетных нагрузок, принимается:

для основного сочетания нагрузок - 1, 00,

для особого (сейсмика) сочетания нагрузок - 0, 90,

для строительного периода - 0, 95;

- коэффициент условий работы, принимается:

для методов расчета, удовлетворяющих условиям равновесия - 1, 00;

для упрощенных методов - 0, 95.