Метод расчета прочности системы насыпь земляного полотна - основание, базирующийся на анализе напряженного состояния грунтов

• Автор: Белоусов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение..

1. Задача расчета грунтовых откосов и склонов.

1.1. Анализ существующих методов оценки устойчивости откосов .

1.1.1. Аналитические методы.

1.1.2. Лабораторные методы

1.1.3 Метод натурных наблюдений и замеров.

1.2. Постановка задачи

1.3. Выбор методов решения

2. Определение напряжений и анализ их распределения в системе насыпьоснование

2.1. Математикомеханическая модель и исходные расчетные данные

2.2. Построение изолиний напряжений и анализ их распределения
в системе насыпьоснование
2.3. Определение зоны влияния насыпи на фунтовое основание
3. Расчет устойчивости откосов насыпи и прочности фунтового основания на основе анализа их напряженного состояния.
3.1. Построение поверхности разрушения. Коэффициент устойчивости откоса насыпи и оценка прочности основания.
3.2. Влияние некоторых основных параметров на прочность системы насыпьоснование.
3.2.1. Форма контура откоса насыпи
3.2.2. Угол откоса насыпи.
3.2.3. Отношение размеров поперечного сечения насыпи
3.2.4. Параметр устойчивости
3.2.5.Угол внутреннего трения.
3.2.6. Модули упругости.
3.2.7. Коэффициент Пуассона.
3.2.8. Равноослабленная область.
Выводы.
4. Разработка инженерного метода расчета прочности системы
насыпьоснование.
4.1 Исследование зависимости физикомеханических свойств глинистых грунтов от их относительной влажности.
4.2. Определение коэффициентов устойчивости откосов насыпи
4.3. Оценка прочности системы насыпьоснование
4.4. Прочность системы насыпьоснование, сложенной из различных типов глинистых грунтов.
4.5. К вопросу о прогнозе изменения прочности системы насыпьоснование
4.6. Сопоставление полученных результатов с известными результатами аналитических исследований.
4.7. Результаты натурных наблюдений участка автомобильной.дороги Серафимович Большой Пронин.
4.8. Оценка предлагаемой расчетной методики по результатамнатурных наблюдений.
Выводы.
Заключение.
Список литературы


Следует отметить, что в диссертации все расчеты проводились с использованием программы для ПК, разработанной в ВолгГАСУ на кафедре информатики и вычислительной математики и содержащей фрагменты расчетных методов профессоров В. К. Цветкова и А. Н. Богомолова. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю доктору технических наук, профессору B. В.К. Цветкову за помощь, ценные советы и замена ния в процессе работы над диссертацией. Успешное решение рассматриваемой проблемы возможно только при совместном использовании аналитических и лабораторных методов, а также метода натурных наблюдений. Остановимся кратко на их содержании и проанализируем достоинства и недостатки. В аналитических исследованиях используется большое количество различных методов. Условно их можно разделить на четыре группы. Методы, основанные на теории предельного равновесия, предполагающие, что весь грунтовый массив находится в предельном состоянии. Методы, базирующиеся на теории отвердевшего отсека или призмы обрушения. В большинстве случаев определяется форма поверхности разрушения, соответствующая наименьшему запасу устойчивости при условии, что предельное равновесие наступает одновременно во всех точках этой поверхности. Методы расчета устойчивости откосов, находящихся в допредельном состоянии и учитывающие в той или иной мере напряженно-деформируемое состояние массива грунта. В этих методах используется в основном теория линейно-деформируемой среды. Методы расчета углов откосов по углам сдвига. Основные положения теории предельного равновесия сформулированы К. Кулоном (), который использовал их при определении давления засыпки на подпорную стенку. Основоположником же первой группы методов, базирующихся на строгой теории предельного равновесия, является В. Ренкин. В г. В г. Ф. Кеттер вывел дифференциальные уравнения предельного состояния среды, с помощью которых Резаль () определил критическую высоту откоса и форму поверхности разрушения. В г. В.В. Соколовским опубликован общий метод решения задач для плоского предельного равновесия весомой сыпучей среды [] с использованием гипотезы прочности Мора-Ренкина. Им же разработан численный метод решения краевых задач, описываемых уравнениями гиперболического типа. Используя этот метод, И. С. Мухин и A. C. Срагович с помощью ЭВМ вычислили координаты точек предельных контуров равноустойчивых откосов для различных значений угла внутреннего трения []. В отличие от В. В. Соколовского, С. С. Голушкевичем разработан графический метод решения задач теории предельного равновесия с учетом объемных сил []. В.В. Соколовским и С. С. Голушкевичем. Эти математически строго обоснованные методы могут быть использованы при решении различных задач предельного равновесия сыпучей среды. Однако, при исследовании устойчивости откосов они имеют следующие недостатки: 1) не учитывают влияние подстилающего грунтового основания на распределение напряжений в при-откосной зоне; 2) определяют откосы только вогнутой формы . Вторую группу расчетных методов разделим на подгруппы в зависимости от вида поверхности разрушения. Метод расчета, основанный на гипотезе плоской поверхности разрушения, использовался Франсе (), JI. H. Бернацким [9], М. П. Цимбареви-чем [6], Н. В. Орнатским [], Хеннесом [], Ю. Н. Малюшицким [] и др. В данном случае рассматривается распределение сил, действующих в откосе относительно поверхности разрушения. Призму обрушения считают твердым телом и составляют уравнение равновесия, из которого определяют предельную высоту откоса. В практике проектирования нередко прибегают к расчету устойчивости откосов с помощью ломаных поверхностей разрушения. Сюда, например, относится расчет по схеме прислоненного откоса, когда заведомо известно, что основной массив устойчив и проверяется только устойчивость грунта, присыпанного к основному откосу. Г.М. Шахунянца [2]. Методы этой подгруппы наиболее соответствуют конкретным условиям залегания слоистых и трещиноватых пород. Они получили большое распространение и явились результатом исследований ряда авторов: Г. Л. Фи-сенко [], Ю. Н. Малюшицкого [], H. H. Маслова [] и др. Так Г.