Расчет устойчивости откосов выемки

Нарушение местной устойчивости проявляется в виде смыва или сплыва грунта откоса, насыщенного водой, имеющего низкие прочностные характеристики.

При определении возможности сплыва откосов необходимо определить коэффициент местной устойчивости по формуле:

(55)

где γ - объёмный вес грунта, кН/м3

γb - объёмный вес воды (10 кН/м3 )

n – заложение откоса выемки (1,5 )

φр – расчётное значение угла внутреннего трения (220 )

Ср - расчётное значение удельного сцепления оттаивающего грунта (0кПа )

А и В – коэффициенты определяемые по номограмме в зависимости от отношения z/h,

z – расчётная глубина сезонного промерзания, м

h – высота откоса, в пределах которой возможен сплыв грунта, м

(56)

Г3 – отметка земли

Ггр – отметка границы разнородных грунтов

Н – глубина выемки

n – заложение откоса выемки

т – заложение поперечного уклона местности

L – расстояние (L =4,2 м. т.к. есть закюветная полка 2 м.)

В – ширина основной площадки земляного полотна

∆b – уширение основной площадки земляного полотна

Объёмный вес грунта в верхней части откоса определяется как среднее значение γ0 и γ1 (точки 0 и 1):

(57)

В точке 0 δγ-0 = 0 . По ветви нагрузки компрессионной кривой грунта первого слоя находим ξ0 при δγ-0 = 0 и определяем:

(58)

ξ0 =0,796

Рs- плотность частиц грунта (Рs=26,9 кПа )

W – природная влажность

В точке 1

γ1/ = γ0 +0,05h = 18,99+0,05·8,89=19,43 кН/м3 (59)

Находим:

(60)

По ветви нагрузки компрессионной кривой находим ξ1 при δγ-1 = 170,78 (ξ1 =0,647)

и определяем:

Сплывы откосов выемок происходят при оттаивании мёрзлого слоя грунта. При этом резко снижаются прочностные его свойства. Сплыв обычно происходит постепенно по мере приближения плоскости оттаивания к границе максимального сезонного промерзания грунта, глубина которой z определяется:

(61)

где Ω- сумма морозоградусосуток за зимний период (Ω=26590 )

λ – коэффициент теплопроводности мёрзлого слоя

λ=1,163·К(Рd+10W-1,1)-10W (62)

К- коэффициент (К=1,5 для супеси )

Рd- плотность сухого грунта, т/м3

λ=1,163·1,5(1,532+10·0,24-1,1)-10·0,24=2,54 Вт/(м/с) (63)

-теплота плавления льда

Q=1000· L· Рd· W=1000·335·1,532·0,24=123172,8 кДж/м3 (64)

L- удельная теплота плавления льда (335 кДж/м3 )

S- толщина слоя грунта, м

(65)

lсн- средняя за зиму толщина снежного покрова на откосе ( 0,73 м )

λсн- коэффициент теплопроводности снега ( 0,28 вТ/мС0 )

z/h=0,67/8,89=0,075

По номограмме определяем коэффициенты А и В:

А=35

В=1,07

Так как Кm=0,41<1,5 , то местная устойчивость откосов выемки недостаточна.

Нужно уположить откосы выемки, или укрепить откосы крупнообломочной обсыпкой щебнем или гравием, посадкой кустарников.