ВСН 04-71/Минэнерго СССР Указания по расчету устойчивости земляных откосов (2-е изд-е)

III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСА В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ (МЕТОД КРУГЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ СДВИГА ГРУНТА)

§ 10. Общие положения расчета. Коэффициент запаса устойчивости откоса по методу круглоцилиндрических поверхностей сдвига надлежит определять следующим образом.

1. Задаемся рядом возможных круглоцилиндрических поверхностей сдвига грунта; см. рис.9, на котором дугой АВ показана одна из возможных "окружностей (дуг) сдвига".

2. Для каждого выделенного возможного "отсека обрушения", ограниченного снизу соответствующей окружностью (дугой) сдвига (см., например, на рис.9 отсек обрушения ABCD), вычисляем свой коэффициент запаса устойчивости; при этом пользуемся указаниями, приводимыми ниже в § 11, а также в подразделах А, Б, В и Г.

Рис.9

3. Сопоставляя полученные значения , устанавливаем среди них минимальную величину , которую обозначим через ; при этом считаем, что дуга сдвига и отсек обрушения, для которых , являются наиболее опасными.

4. Искомое значение принимаем равным найденной величине :

.                                                              (10)

В случае крутого откоса, имеющего коэффициент откоса (или среднее его значение)

,                                                             (11)

производим уточнение найденной величины ; при этом рассматриваем уже установленный наиболее опасный отсек обрушения и подвергаем его повторному расчету, как указано:

а) или в § 12, п.1;

б) или, в случае неоднородного грунта и при наличии сооружения I или II класса, - в § 12, п.2.

Примечание. Круглоцилиндрическими поверхностями возможного сдвига грунта следует задаваться с таким расчетом, чтобы в число их попала поверхность, достаточно близко расположенная к той поверхности, которая в действительности является наиболее опасной.

Рекомендуется задаваться "дугами сдвига" грунта в порядке, указанном в приложении N 1, причем в случае однородного грунта допускается ограничиться рассмотрением только тех дуг, которые проходят через точку подошвы откоса, показанную на рис.9.

§ 11. Способ расчета, служащий для определения коэффициента запаса устойчивости отсека обрушения, ограниченного снизу заданной круглоцилиндрической поверхностью сдвига грунта. Для определения , относящегося к рассматриваемому отсеку обрушения, ограниченному снизу заданной дугой сдвига грунта, следует, как правило, пользоваться способом весового давления Р.Р.Чугаева.

Согласно этому способу в случае обычного "сухого" откоса поступаем следующим образом.

1. Рассматриваемый отсек обрушения (см. отсек ABCD на рис.9) разбиваем на вертикальные "столбики" (фрагменты) шириной путем проведения соответствующих вертикалей.

2. Вес каждого столбика обозначаем через , причем принимаем допущение, согласно которому сила нормального давления , действующая на подошву данного столбика в момент предельного равновесия, равна

.                                                                     (12)

3. Сдвигающий момент () сил, стремящихся повернуть данный отсек обрушения относительно центра дуги сдвига, считаем равным

,                                                                  (13)

где - вес всего отсека обрушения,

,                                                                  (14)

     - плечо этой силы относительно упомянутого центра .

4. Критический удерживающий момент () сил, препятствующих повороту рассматриваемого отсека обрушения относительно центра в момент предельного равновесия, считаем равным

,                                  (15)

где - радиус дуги сдвига; и - сила трения и сила сцепления, действующие вдоль подошвы "столбика" (фрагмента) в момент предельного равновесия; - длина элемента дуги, образующего подошву данного столбика; знак указывает на суммирование соответствующих величин, подсчитанных для всех столбиков, составляющих отсек обрушения.

5. Так называемый "удерживающий момент" считаем равным