Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Проверка устойчивости грунтовой плотины по методу круглоцилиндрических поверхностей при наличии гидродинамической сетки фильтрации
Минимально возможный профиль земляной плотины представляет собой трапецию с откосами не круче 1: 1, 5. Вес плотины такого профиля настолько значителен, что сдвиг ее по основанию под действием горизонтальных сил невозможен. Именно поэтому нет необходимости в выполнении проверки земляной плотины на плоский сдвиг. Неустойчивыми могут оказаться откосы сами по себе или совместно с основанием недостаточной прочности. В 1916 г. шведские инженеры, исследуя работу морских набережных, обнаружили, что поверхности их обрушения в грунте криволинейны и могут быть приблизительно приняты цилиндрическими. В поперечном сечении поверхность обрушения представляет собой дугу круга. При наличии гидродинамической сетки фильтрации в плотине расчет устойчивости откосов необходимо выполнять в следующей последовательности. Рассматривается 1 п. м плотины (рис. 12.2). Рис. 12.2. К расчету устойчивости земляной плотины при наличии гидродинамической сетки фильтрационного потока Из произвольной точки О проводится окружность радиусом r. На любой отсек площадью действуют силы: Сила тяжести: где — плотность грунта естественной влажности для отсеков выше кривой депрессии; плотность грунта во взвешенном состоянии — ниже кривой депрессии. Сила гидродинамического давления воды: — для отсеков ниже кривой депрессии; = 0 — для отсеков выше кривой депрессии. Геометрическим сложением сил и находим их равнодействующую Ri, которая переносится по линии ее действия на кривую скольжения в точку М. Далее раскладываем Ri на две составляющие: Ni — нормальную к поверхности скольжения и Тi — касательную в точке М. Сдвигающей является сила Тi, удерживающими — сила трения, вызываемая нормальной составляющей Ni, и сила сцепления для связных грунтов. Тогда для всего массива обрушения условие равновесия будет выглядеть следующим образом:
где — коэффициент сочетания нагрузок, для основного сочетания равен 1, 0; — коэффициент условий работы, равный 0, 95; — коэффициент надежности по ответственности сооружения. — момент сдвигающих сил i -ого элемента относительно точки О; — момент удерживающих сил трения i -ого элемента по поверхности скольжения относительно точки О; — момент удерживающих сил сцепления относительно точки О по всей длине поверхности скольжения; При определении и необходимо также учитывать коэффициент надежности по нагрузке . Чаще всего зависимость (1) представляют следующим образом:
Так как центр окружности точки O взят произвольно, то и коэффициент запаса не обязательно будет минимальным, поэтому назначают несколько точек — центров окружностей и несколько радиусов r. В некоторых справочниках, например в «Справочнике гидротехника», 1955 г., разработаны рекомендации по назначению центров окружностей круглоцилиндрических поверхностей обрушения. После выполнения серии расчетов находят минимальное значение k и в случае, если оно не удовлетворяет условию, необходимо увеличить устойчивость откосов, устроив, например, более пологие откосы.
|