Методы количественной оценки устойчивости склонов и откосов

Методы кругло-цилиндрических поверхностей скольжения (КЦПС), плоских поверхностей скольжения (ППС), равноустойчевого откоса (Fр).

Области использования методов

Массив грунта ограниченный наклонной или вертикальной плоской или криволинейной поверхностью называется откосом.

Откосы могут быть естественными и искусственными. Естественные откосы – откосы существующие в природе. Искусственные откосы – откосы образованные в результате инженерной деятельности человека.

К естественным откосам относятся:

1. Уступы речных и озерных террас.

2. Речные, озерные и морские берега.

3. Склоны логов и оврагов.

К искусственным откосам относятся:

1. Откосы дорожных насыпей и выемок.

2. Борта котлованов и карьеров.

3. Откосы земляных платин, дан и т.д.

При проектировании различных объектов вблизи естественного откоса или земляного сооружения включающего откос, необходимо произвести расчет устойчивости этого откоса. Для того чтобы правильно понять применяющиеся методы расчета следует рассмотреть условие устойчивости разных грунтов в откосах.

Несвязные грунты обладающие трением и не обладающие сцеплением (песок, щебень, гравий).

Откос сложенный сыпучем грунтом будет находится в равновесии если в равновесии находится каждый элемент на его поверхности. Возьмем произвольный элемент М на поверхности откоса и рассмотрим действующие на него силы при отсутствии фильтрации воды.

На выделенный элемент действует лишь одна сила, его вес F, которую можно заменить нормалью N, и касательной сдвига T. При этом

Составляющая Т стремится сдвинуть элемент вниз по откосу, возникает сила трения Т^/=f*N

Где f – коэффициент трения частицы грунта по грунту, f=tgφ

Элемент находится в равновесии если сдвигающая его сила равна удерживающей.

Т^/=N*tgφ; Т^/=Т; N* tgφ=F*Sinα

Получаем условие предельного равновесия не связного грунта:

α=φ

В сыпучих грунта предельный угол откоса равен углу внутреннего трения грунта.

Откос будет устойчив если угол образованный его поверхностью с горизонтом, не превышает угла внутреннего трения грунта. Устойчивость не связного откоса не зависит от его высоты.