Расчет устойчивости земляного полотна на склонах (косогорах)
11.1 Общие положения
11.1.1 Устойчивость насыпей и выемок зависит от несущей способности их оснований, прочности грунтов насыпи, высоты и крутизны откосов насыпей и выемок, гидрологических условий и крутизны природных склонов.
Различают общую и местную устойчивость откоса.
11.1.2В результате нарушения общей устойчивости откоса происходит смещение значительных по размерам массивов грунта, слагающего откосную часть земляного полотна. Основные формы нарушения общей устойчивости: скольжение, расползание, выдавливание.
11.1.3 Нарушения местной устойчивости возникают на поверхности откоса, непосредственно подверженной воздействию погодно-климатических факторов, вызывающих циклические процессы набухания-высушивания, промерзания-оттаивания и связанные с ними нарушения сплошности и снижения прочности грунта (выветривание). Основные формы нарушения местной устойчивости: сплывы, размывы и т.п., эрозийные разрушения поверхности откоса.
Мероприятия по обеспечению местной устойчивости откосов приведены в разделе 8.
11.1.4 Расчет устойчивости насыпей, сооружаемых на слабых водонасыщенных грунтах, приведен в разделе 12.
11.2.1 В сильнопересеченной местности земляное полотно может располагаться на склоне (косогоре). При крутизне склона до 1:3 (угол наклона до 18о), т.е. для пологих склонов, конструкцию земляного полотна принимают по типовым решениям (приложение А). При крутизне склона более 1:3 (угле наклона более 18о) необходимо произвести расчеты устойчивости склона до устройства земляного полотна и после его устройства.
11.2.2 Проектирование земляного полотна на склоне ведут в следующей последовательности:
– по топографическим данным намечают вероятную трассу дороги, исходя из требований к плану и продольному профилю;
– на участках склона, пересекаемых трассой, выполняют подробные инженерно-геологические изыскания, захватывая весь склон сверху донизу;
– выбирают расчетные поперечники, в число которых включаются такие, где имеет место наиболее неблагоприятное сочетание факторов, от которых зависит устойчивость склона (инженерно-геологические и гидрогеологические условия), тип земляного полотна и его параметры (предварительные);
– для расчетных поперечников проводят геотехнические оценки путем расчета устойчивости:
а) склона в природном состоянии;
б) склона в целом после сооружения земляного полотна (системы склон-земляное полотно);
в) верховой части склона после устройства земляного полотна в виде выемки или полувыемки;
г) низовой части склона в случае наличия насыпной части склона;
д) откосов насыпи и выемки;
е) насыпи на поверхности склона;
– по результатам этих расчетов определяют участки конструкции, для обеспечения устойчивости которых необходимо принимать соответствующие инженерные решения (смещение полотна, применение специальных удерживающих или поддерживающих конструкций, уположение и укрепление откосов и др.).
11.2.3 Расчет устойчивости склона в природном состоянии, системы склон-земляное полотно в целом, верховой части склона после устройства земляного полотна в виде выемки или полувыемки, низовой части склона, в случае наличия насыпной части склона, производится по формуле Маслова-Берера, построенной на гипотезе плоских поверхностей скольжения (ППС) (рисунок 11.1)
 (11.1)
 где Ккуст– коэффициент устойчивости к-го элемента склона или земляного полотна;
Qi– масса расчетных блоков, т;
Ni, Тi– нормальная и сдвигающая составляющая от массы Qi расчетного блока грунта, т;
αi– угол наклона к горизонту поверхности скольжения в пределах i-го блока, град;
сi, φi– сцепление (МПа) и угол внутреннего трения грунта, град, на поверхности скольжения в пределах i-го блока;
li – длина i-го блока по поверхности скольжения, м;
і– индекс, указывающий границы расчетных блоков в пределах склона;
к - индекс, указывающий оцениваемый расчетом элемент склона или земляного полотна.
|
