Курсовая работа: Механика горных пород и грунтов

В практике проектирования наиболее часто используют при расчете устойчивости откосов метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. Требуемый коэффициент запаса устойчивости откоса принимается для сооружений II класса, исходя из расчетной сейсмичности района равной или менее 7 баллов - . В дальнейших расчетах все полученные значения коэффициента запаса будут сравниваться с .

4.1 Проверка устойчивости откоса методом круглоцилиндрической поверхности скольжения

Коэффициент устойчивости массива грунта в откосе вычисляется как отношение момента сил, удерживающих массив, к моменту сил, сдвигающих его. Проверка устойчивости откоса сводится к простейшему построению и расчетам.

Из некоторого центра радиуса R проводят часть окружности; в плоскости чертежа она является следом поверхности, для которой проверяется возможность смещения массива грунта. Графически, по масштабу, определяем радиус кривой скольжения. Разбиваем массив на блоки, графически определяем их ширину и высоту сторон и производим расчет всех необходимых элементов для определения коэффициента устойчивости.

Так как массив грунта в откосе однородный и представлен полутвердыми глинами, коэффициент устойчивости определяется по формуле:

,

где	n - число блоков;
- угол внутреннего трения грунта, равный ;
С - сцепление, равное 30 кПа ;
L - длина дуги скольжения, м ;
- вес расчетного блока, кН ;
- плечо от линии действия центра тяжести блока до центра вращения, м ;
R - радиус круглоцилиндрической дуги скольжения, м ;

Длина дуги скольжения определяется по формуле:

,

где - это угол между линиями проведенными из центра О в точки основания и бровки откоса (начальная и конечная точки дуги скольжения) в радианах.

Основной трудностью является отыскание центра наиболее опасной дуги поверхности скольжения, которая определяется путем подбора. Если принять во внимание только сцепление, то этот центр окажется в точке пересечения двух прямых, точке О, одна из которых проведена от основания откоса под углом к поверхности откоса, а вторая от бровки откоса по углом к горизонту. Величина и зависят от крутизны откоса высотой Н .

Значение и определяются исходя из значения определяемого по формуле:

Зная , по таблице 12 [1] определяем значения и . Так как в таблице содержаться значения равные только 60 , 45 , , , и берем значения и по значению , к которому более близко наше расчетное значение , т.е. .

Чтобы учесть трение в грунте, нужно вниз от основания откоса отложить в масштабе величину высоты откоса Н и от полученной точки внутрь массива отложить расстояние, равное 4,5Н . Найденную таким образом точку Д соединить с точкой О. Центры наиболее опасных дуг скольжения, соответствующие разным значениям , будут располагаться на прямой ДО и ее продолжении.

После проведения n-го количество расчетов , в дальнейшем будут приведены вычисления только минимального, среднего и максимального значений .

Максимальный коэффициент запаса достигается при значении =14,4 м ., (1,48 радиан), L =21,3 м., число блоков равно 6, С=30 кПа ,