Методическое указание по курсовому проектированию по дисциплине (стр. 4 из 5)

Расчеты на устойчивость могут быть выполнены в двух вариантах:

Вариант 1 – поверхность скольжения откоса задается. Необходимо определить h.

Вариант 2 – наиболее вероятная линия скольжения находится путем поиска минимальной величины h.

В настоящей работе студентам предлагается выполнить расчет по первому варианту. При этом центр вращения находится по значениям углов a и b (см. рис. 4). Значения углов определяются по табл. 5, исходя из величины заложения откоса.

Таблица 5

Значение углов a и b для определения центра вращения

Заложение откосов (Н:l)	a, град	b, град
1:1	28	37
1:1,5	26	35
1:2	25	35
1:3	25	35
1:4	25	36
1:5	25	37

Пример выполнения

Исходные данные для расчета: откос из однородного грунта (суглинка) высотой 11м и заложением 1:1 (угол откоса 45°). Физико-механические свойства грунта: g=19 кН/м³, j=20°, с=40 кПа. Необходимо оценить устойчивость откоса в непосредственной близости от автомобильной дороги.

Последовательность расчета

1. В масштабе 1:100 строится схема откоса (рис. 4).

2. Вычисляется центр вращения О. Для этого по табл. 5 определим значения углов: a=28° и b=37°. На пересечении линий АО и BО находится центр вращения.

3. Из центра вращения проводится линия скольжения радиусом R и контуры призмы сползания ABC определены.

4. Производится разделение призмы АBС на отсеки шириной по 3 м. В нашем примере получилось 7 отсеков. Каждый отсек имеет свою линию сдвижения l_i, площадь А_i и вес грунта Q_i.

5. Определяются углы наклона поверхности скольжения в каждом отсеке a_i. Углы отсчитываются от линии, перпендикулярно проходящей через центр вращения. При этом a_i, находящиеся на левой стороне от центра вращения, имеют знак "минус" (например, угол a₇ на рис. 5).

Рис. 4. Расчётная схема откоса

6. Дальнейший расчет производится в табличной форме (табл. 6). После заполнения таблицы определяется сумма удерживающих и сдвигающих сил.

7. Вычисляется коэффициент устойчивости откоса.

Таблица 6

Расчет устойчивости откоса в форме таблицы

№ изм.	A_i, м²	g, кН/м³	Q_i=g×A_i, кН/м	a_i, град	sin a_i	T_i=Q_i×sin a_i, кН/м	cos a_i	N_i=Q_i×cos a_i, кН/м	j, град	tg j	F_i=N_i×tg j, кН/м	с, кПа	l_i, м	с×l_i
1	6,25	19,0	118,8	63	0,8910	105,9	0,4540	53,9	20	0,3640	19,6	40	5,5	220,0
2	19,5	19,0	370,5	45	0,7071	261,9	0,7071	261,9	20	0,3640	95,3	40	4,2	168,0
3	27,0	19,0	573,0	30	0,500	256,5	0,8660	444,3	20	0,3640	161,7	40	3,6	144,0
4	30,0	19,0	570,0	18	0,3090	176,1	0,9511	542,1	20	0,3640	197,3	40	3,2	128,0
5	27,0	19,0	361,0	9	0,1564	56,5	0,9877	356,6	20	0,3640	129,8	40	3,0	120,0
6	15,0	19,0	265,0	–1	–0,0175	–4,6	0,9998	264,9	20	0,3640	96,4	40	3,0	120,0
7	9,2	19,0	174,8	–12	–0,2079	–36,3	0,9781	170,9	20	0,3640	62,2	40	3,0	120,0

Сумма сдвигающих сил

=105,9+261,9+256,5+176,1+56,5-4,6-36,3=816,0 кН/м;

Сумма удерживающих сил

=(19,6+95,3+161,7+197,3+129,8+96,4+62,2)+

+(220,6+168,0+144,0+128,0+120,0+120,0+120,0)=1782,3 кН/м.

=2,18.

Вывод: откос находится в стабильном устойчивом состоянии. Уменьшение коэффициента h возможно при обводнении откоса, так как это приведет к снижению прочностных характеристик грунта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении студент описывает объем проведенных работ и предполагаемые пути использования результатов курсовой работы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. – М., Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. – 488 с.

2. Механика грунтов. Ч. 1. Основы геотехники в строительстве /Под ред. Далматова Б.И. – М.-СПб, 2000. – 202 с.

3. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. – Л.: Недра, 1977. – 504 с.

4. Викторов С.Д., Иофис М.А., Гончаров С.А. Сдвижение и разрушение горных пород. – М.: Наука, 2005. – 280 с.

5. СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений. – М. ГОССТРОЙ России, 2005.

Приложения

Приложение 1

Коэффициент a, учитывающий рассеивание напряжений с глубиной

z=2z/b	Коэффициент a для фундаментов
	круглых	прямоугольных с соотношением сторон h=l/b, равным						ленточных при h>10
	круглых	1	1,4	1,8	2,4	3,2	5	ленточных при h>10
0,0	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
0,4	0,949	0,960	0,972	0,975	0,976	0,977	0,977	0,977
0,8	0,756	0,800	0,848	0,866	0,875	0,879	0,881	0,881
1,2	0,547	0,606	0,682	0,717	0,739	0,749	0,754	0,755
1,6	0,390	0,449	0,532	0,578	0,612	0,629	0,639	0,642
2,0	0,284	0,366	0,414	0,463	0,505	0,530	0,545	0,550
2,4	0,213	0,257	0,325	0,374	0,419	0,449	0,470	0,477
2,8	0,165	0,201	0,260	0,304	0,349	0,383	0,410	0,420
3,2	0,130	0,160	0,210	0,251	0,294	0,329	0,360	0,374
3,6	0,106	0,131	0,173	0,209	0,250	0,285	0,319	0,337
4,0	0,087	0,108	0,145	0,176	0,214	0,248	0,285	0,306
4,4	0,073	0,091	0,123	0,150	0,185	0,218	0,255	0,280
4,8	0,062	0,077	0,105	0,130	0,161	0,192	0,230	0,258
5,2	0,053	0,067	0,091	0,113	0,141	0,170	0,208	0,239
5,6	0,046	0,058	0,079	0,099	0,124	0,152	0,189	0,233
6,0	0,040	0,051	0,070	0,087	0,110	0,136	0,172	0,208
6,4	0,036	0,045	0,062	0,077	0,099	0,122	0,158	0,196
6,8	0,032	0,040	0,055	0,069	0,088	0,110	0,145	0,185
7,2	0,028	0,036	0,049	0,062	0,080	0,100	0,133	0,175
7,6	0,025	0,032	0,044	0,056	0,072	0,091	0,123	0,166
8,0	0,023	0,029	0,040	0,051	0,066	0,084	0,113	0,158
8,4	0,021	0,026	0,037	0,047	0,060	0,077	0,105	0,150
8,8	0,019	0,024	0,033	0,042	0,055	0,071	0,098	0,143
9,2	0,017	0,022	0,031	0,039	0,051	0,065	0,091	0,137
9,6	0,016	0,020	0,028	0,036	0,047	0,060	0,085	0,132
10,0	0,015	0,019	0,026	0,033	0,043	0,056	0,079	0,126
10,4	0,014	0,017	0,024	0,031	0,040	0,052	0,074	0,122
10,8	0,013	0,016	0,022	0,029	0,037	0,049	0,069	0,177
11,2	0,012	0,015	0,021	0,027	0,035	0,045	0,065	0,113
11,6	0,011	0,014	0,020	0,025	0,033	0,042	0,061	0,109
12,0	0,010	0,013	0,018	0,023	0,031	0,040	0,058	0,106

Примечание Для промежуточных значений x и h коэффициент a определяется интерполяцией.