Разработка метода расчета и прогноза устойчивости нагруженных откосов и склонов как оснований сооружений на основе анализа напряженного состояния грунтов

• Автор: Цветкова, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Глава I. Задача расчета нагруженных грунтовых склонов и откосов

различных инженерных сооружений.

1.1. Анализ существующих расчетных методов, их достоинства

и недостатки

1.1.1. Аналитические методы

1.1.2. Лабораторные методы.

1.1.3. Метод натурных наблюдений и замеров.

1.2. Постановка задачи расчета нагруженных откосов и

склонов
1.3. Выбор методов решения.
Выводе по главе 1
Глава II. Определение напряжений и анализ их распределения в
приоткосной зоне.
2.1. Математикомеханическая модель и исходные расчетные данные.
2.2. Построение изолиний напряжений и анализ их распределения в приоткосной зоне.
2.2.1. Однородные откосы.
2.2.2. Слоистые откосы.
Выводы по главе II.
Глава III. Расчет устойчивости нагруженных грунтовых откосов и
склонов на основе анализа их напряженного состояния
3.1. Построение поверхности разрушения. Коэффициент устойчивости.
3.2. Параметры, влияющие на устойчивость нагруженных откосов и склонов
3.3. Влияние некоторых основных параметров на устойчивость нагруженных однородных откосов.
3.3.1. Ширина нагрузки и коэффициент бокового давления
1 3.3.2. Параметр устойчивости, интенсивность нагрузки и ее
расположение на откосе, угол внутреннего трения, сцепление и плотность грунта
3.4. К вопросу об оценке устойчивости слоистых нагруженных
откосов и склонов.
Выводы по главе III.
Глава IV. Разработка инженерного метода расчета устойчивости
нагруженных грунтовых откосов и склонов
4.1. Влияние угла и других параметров на устойчивость
откоса.
4.2. Определение аналитических зависимостей коэффициента
устойчивости и предельной высоты нагруженного откоса
от параметров, влияющих на его устойчивость
4.3. Расчет устойчивости откосов и склонов, сложенных
глинистыми грунтами
4.4. К вопросу о прогнозе изменения устойчивости нагруженных откосов.
4.5. Сопоставление полученных результатов с известными результатами лабораторных исследований и натурных наблюдений
4.5.1. Лабораторные исследования
4.5.2. Натурные наблюдения
Выводы по главе IV
Основные выводы.
Литература


И. Попова [], С. И. Попова [], О. В. Вяземского [], И. В. Федорова [], A. A. Ничипоровича [], В. Ф. Бабкова [4] и многих других ученых. Положение наиболее вероятной поверхности скольжения определяется подбором такой круглоцилиндрической поверхности, для которой коэффициент устойчивости минимален. Величина этого коэффициента определяется либо как отношение моментов удерживающих и сдвигающих сил относительно центра соответствующей окружности, либо как отношение суммы удерживающих и сдвигающих сил, действующих вдоль круглоцилиндрической поверхности скольжения. Наиболее распространенным долгое время являлся приближенный инженерный метод, разработанный Г. Л. Фисенко. В.В. Соколовского и С. С. Голушкевича, так и конкретные условия залегания горных пород. По методу Г. Л. Фисенко поверхность разрушения условно состоит из трех участков: вертикального (поверхность отрыва), наклонного (в области, где максимальные главные напряжения вертикальны) и круглоцилиндрического. При расчетах, кроме сил собственного веса блоков, учитываются силы, вызванные их взаимодействием (метод многоугольника сил). Для облегчения расчетов построены необходимые графики и даны расчетные формулы. Разработаны методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов []. К настоящему времени опубликовано большое число работ, основанных на тех же предпосылках и посвященных уточнению положения и формы поверхности скольжения, а также величины коэффициента устойчивости. Во многих работах при расчетах используются ЭВМ [, 8, 3, , ]. Иногда определяют предельные параметры без отыскания поверхностей сдвига [], учитывают взаимодействие блоков [], уточняют форму поверхности разрушения и ее расположение в приоткосной зоне [, , , ]. Много работ посвящено исследованию устойчивости слоистых (с использованием средних физико-механических характеристик пород), выпуклых и других профилей откосов [, 7, , ,]. Анализ перечисленных и других работ показывает, что с уточнением формы поверхности разрушения и ее положения в приоткосной зоне величины коэффициентов устойчивости уменьшаются по сравнению с аналогичными коэффициентами, вычисленными по методу Г. Л. Фисенко, на 3-% [, , ]. Основным недостатком второй группы методов является отсутствие строгого анализа напряженного состояния грунтового массива, в частности, влияния коэффициента бокового давления на величины коэффициентов устойчивости и на распределение напряжений в приоткосной зоне. Третья группа методов представлена в настоящее время также большим числом работ. Напряжения в приоткосной зоне во многих случаях определяются приближенно. Используется способ компенсирующих нагрузок [], т. Точное решение соответствующих задач теории упругости для полуплоскости с криволинейной границе может быть получено методом теории функций комплексного переменного []. Использование трех составляющих напряжений позволяет более обоснованно и точно определять положение линии разрушения и величину коэффициента устойчивости. Остановимся на одном из наиболее удачных способов построения линии разрушения в откосах прямолинейного очертания с учетом напряженного состояния полубесконечного клина и некоторых физико-механических характеристик грунтового массива []. Ер = ^а,? При построении ожидаемой поверхности разрушения в приоткосной зоне ниже луча ОВ (рис. Оу. Рассмотренное графо-аналитическое построение наиболее вероятной поверхности разрушения содержит элементы новизны, но имеет ряд недостатков: 1) напряжения (1. МУ’ ау = УУ> 1ху~ 0)» что противоречит точному решению рассматриваемой задачи теории упругости []; 3) линия разрушения проходит через нижнюю точку откоса, что совсем не обязательно; 4) форма и расположение в приоткосной зоне наиболее вероятной поверхности разрушения ниже линии ОЕ зависит от угла внутреннего трения, но не зависит от величины коэффициента сцепления пород, что справедливо только в том случае, когда поверхность АС находится в предельной области. Рис. Построение наиболее вероятной поверхности разрушения по способу С.