Расчет устойчивость откоса

Для выполнения расчета устойчивости откоса грунтовой плотины существуют несколько способов. В курсовой работе выполняется расчет устойчивости по методу круглоцилиндрических поверхностей. Для проверки устойчивости рассчитывается коэффициент устойчивости, который определяется по формуле:

; но в пределах 1,

1…1,25 зависимости от класса сооружения.

Рис. 2. Схема к расчету фильтрации. 1 – поверхность депрессии; 2 – капиллярный подъем

 

 

 

Рис. 3. Однородная плотина на проницаемом основании

 

Рис. 4. Однородная плотина с дренажным банкетом на непроницаемом основании (Т=0)

 

Рис. 5. Плотина с ядром на малопроницаемом основании

 

 

где - сумма моментов удерживающих сил,

- сумма моментов сдвигающих сил.

Для рассматриваемого откоса задаются рядом возможных круглоцилиндрических поверхностей сдвига (рис. 6, на котором AD-одна из произвольно заданных поверхностей сдвига грунта). Расчет устойчивости начинается с построения поверхностей скольжения. Через две точки проводится линия. Первая точка отсчитывается от внешней границы дренажной призмы (вниз - высота плотины, влево-5 высот плотины). Вторая точка - правая граница гребня плотины. На этой линии необходимо определить три точки так, что бы проходя через первую точку, круглоцилиндрическая поверхность отсекла низовой откос плотины и вышла за плотину две высоты плотины. Через вторую точку так, чтобы она вышла за полторы высоты плотины. Через третью точку так, чтобы она вышла на одну высоту плотины. При проектировании грунтовой плотины на непроницаемом основании, круглоцилиндрическая поверхность должна проходит касательно к поверхности основания низового откоса.

Рассматриваемый отсек обрушения ABCDA (рис. 6) разбивают на вертикальные столбы (фрагменты) шириной b=0,1R. Вес каждого столба обозначают через δG, причем принимают допущение, согласно которому сила нормального давления δN, действующая на подошву данного столбца в момент предельного равновесия отсека обрушения для достаточно пологих откосов, обычно принимаются в гидротехнической практике

δG=δN;

сдвигающий момент сил (), стремящихся повернуть рассматриваемый отсек обрушения относительного центра О дуги сдвига

(5)

где G – вес всего отсека обрушения,

Рис. 6. Схема к расчету устойчивости по методу круглоцилиндрических поверхностей

 

G= ∑(δG),

- плечо этой силы относительно упомянутого центра О.

Критический удерживающий момент сил , препятствующих повороту рассматриваемого отсека обрушения относительно центра О в момент предельного равновесия,

(6)

где R – радиус дуги сдвига;

и - сила трения и сила сцепления столба в момент предельного равновесия;

-длина части дуги, образующей подошву данного столба;

и -значения и , при которых рассматриваемый отсек обрушения происходит в состояние предельного равновесия.

Расчеты рекомендуется проводить в табличной форме (табл. 1), форма зависит от варианта работы.