Расчет низового откоса на устойчивость

4.3 Расчет низового откоса на устойчивость

Расчет низового откоса на устойчивость проводим с целью проверки достаточности заложения низового откоса. Расчет проводим по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Вычерчиваем низовой клин плотины с осредненным откосом. В полученный профиль переносим кривую депрессии. Из середины откоса проводим вверх вертикальную линию и другую линию под углом 85° к откосу. Между этими лучами находится область центров кривых скольжения. Откладываем отрезки АВ и АД в зависимости от проектной высоты и заложения низового откоса. Проводим дуги ВС и ДF. Получили криволинейный 4-х угольник ВСДF – область центров кривых скольжения. Расчет ведем, располагая поочередно в этой области 3 центра кривых. Выбираем радиусы R₁=64 м, R₂=72 м и R₃=56 м так, чтобы дуги, соответствующие им, захватили половину гребня, часть поперечного профиля плотины и основания и вышли за низовым откосом.

Отсек грунта, заключенный между гребнем, осредненным низовым откосом и кривой скольжения, делим на полосы, шириной в=0,1R. По каждой полосе измеряем высоту слоя сухого и мокрого грунта и записываем результаты в таблицы. (см. Приложения В, Г)

Вычисляем приведенную высоту слоя грунта по формуле:

h_пр = h_сух +  · h_мок (4.22)

где h_сух – высота слоя сухого грунта, измеренная по середине каждой полосы, м;

h_мок - высота слоя мокрого грунта, измеренная по середине каждой полосы, м;

 - плотность мокрого грунта,  =1,02 т/м³;

 - плотность сухого грунта,  = 2 т/м³

Вычисляют для каждой полосы -  и :

 =  (4.23)

 = (4.24)

где  – порядковый номер полосы;

Определяем произведения h_пр ·  и h_пр · , результаты вычислений сводим в таблицы (Приложения В, Г).

Ведем подсчет удерживающих сил, пользуясь известными значениями углов естественного откоса () и удельных сцеплений (С, т/м²)

Определяем длины дуг, соответствующих различным грунтам:

L =  · , м (4.25)

где R – радиус дуги скольжения, м;

 – угол, соответствующий каждой зоне грунта в сухом и мокром состоянии.

Пользуясь графическим Приложением к расчету, определяем площади зон действия фильтрационного потока до дренажа – W₁ и после него – W₂.

W = Σ h_мок· В, м² (4.26)

Определяем радиусы r₁ и r₂ и уклоны зон i₁ и i₂

Коэффициент устойчивости низового откоса определяется по формуле:

К_уст =  ≥ (4.27)

где  – нормативный коэффициент устойчивости откоса, равный для 3 класса капитальности 1,1

К₁ = 1,6 К₂= 1,75 К₃= 1,51

Средний коэффициент устойчивости будет:

К_ср =  =  = 1,62 > 1,1

Низовой откос устойчив, так как К_ср > следовательно, заложение его принято верно.