Максимальный эффект от сейсмического воздействия наблюдается при условии совпадения по времени землетрясений силой 6 и более баллов с периодами затяжных или ливневых дождей. При этом отмечается эффект запаздывания между временем проявления оползней и временем действия перечисленных факторов, иногда значительный.
4.6. Сейсмическое воздействие наоползневой склон носит кумулятивный характер и зависит от степени подготовки склона к смещению воздействием других факторов. Особенно сильно сказываются землетрясения на устойчивости склонов в строении которых присутствуют грунты, характеризующиеся резким снижением их прочности при вибрации.
4.7. Оползневые процессы, вызванные сейсмическими воздействиями, как правило, интенсивно развиваются в эпицентральных зонах землетрясений на участках распространения песчано-глинистых, выветрелых малоустойчивых пород; наибольшая активность проявляется в период максимальной увлажненности пород.
4.8. Расчеты устойчивости оползнеопасных склонов выполняются с целью определения необходимости инженерной защиты автомобильной дороги на основе:
- результатов выполненных и архивных инженерно-геодезических, инженерно-геологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства;
- планировочных решений участка и вариантов прокладки трассы (при новом строительстве);
- результатов стационарных наблюдений за автомобильной дорогой и склоном (при реконструкции или капитальном ремонте).
4.9. Оценка влияния сейсмического воздействия на устойчивость оползневых участков автомобильных дорог может быть выполнена различными методами, приведенными в разделе 5 в зависимости от уровня ответственности автомобильной дороги, сложности инженерно-геологических условий участка и наличия необходимых исходных данных.
4.10. Состав и объем работ, выполняемых в рамках инженерных изысканий для оценки сейсмического воздействия на устойчивость склонов должны соответствовать требованиям СП 47.13330, [1^-4] и государственных стандартов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства. При этом в сейсмических районах инженерно-геологические изыскания должны включать в себя сейсмическое микрорайонирование (СМР) участка.
4.11. Результаты стационарных наблюдений за автомобильной дорогой и склоном позволяют более достоверно оценить устойчивость оползневого массива и сократить материальные затраты на инженерную защиту участка.
В рамках стационарных наблюдений следует фиксировать подвижки грунта и поведение грунтовых вод при землетрясениях (в т. ч. малой интенсивности).
4.12. В проектах строительства автомобильных дорог повышенного уровня ответственности (таблица 1) с целью получения достоверной информации о работе конструктивных элементов и колебаниях грунтов при интенсивных землетрясениях, следует предусматривать установку станций наблюдения за динамическим поведением конструктивных элементов и прилегающих грунтов.
5 Расчеты устойчивости склона на сейсмическое воздействие
5.1. Общие указания
5.1.1. Расчеты устойчивости оползнеопасных склонов, расположенных в непосредственной близости от автомобильной дороги, должны, как правило, выполняться по первой группе предельных состояний. Если потеря устойчивости таких склонов (участков склона) не приводит автомобильную дорогу в состояние, непригодное к эксплуатации, то расчеты склонов следует вести по второй группе предельных состояний. То есть расчеты устойчивости оползнеопасных склонов в зависимости от степени влияния оползневых процессов на надежность и безопасность эксплуатации автомобильной дороги могут быть отнесены как к первой, так и ко второй группам предельных состояний:
- к первой: расчеты общей устойчивости системы «автомобильная дорога - склон» (рисунок 1, ав); расчеты местной устойчивости - отдельных морфологических элементов оползневого склона, нарушение устойчивости которых приводит к прекращению эксплуатации дороги (рисунок 2, аб);
- ко второй: расчеты устойчивости склонов и их отдельных морфологических элементов, разрушение которых не приводит автомобильную дорогу в непригодное состояние (рисунок 2, в).
5.1.2. Расчеты устойчивости оползнеопасныхсклонов автомобильных дорог, возводимых на территориях с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов следует выполнять на основное и особое сочетание нагрузок.
5.1.3. Расчет устойчивости оползнеопасных склонов и их морфологических элементов на особое сочетание нагрузок (с учетом сейсмического воздействия) следует выполнять только по первой группе предельных состояний (рисунок 1, ав; рисунок 2, а б).
Рисунок 1 - Схемы взаимного расположения автомобильной дороги и оползнеопасногосклона (общая устойчивость склона)
Рисунок 2 - Схемы взаимного расположения автомобильной дороги и оползнеопасногосклона (местная устойчивость)
5.2 Нагрузки и воздействия
5.2.1. Общие положения, сочетание нагрузок
5.2.1.1 В особое сочетание нагрузок включают постоянные Pd, длительные Рl кратковременные Pt и особую Ps нагрузки:
Cs= Pd+( Рl1+ Рl2+…)+( Pt1+ Pt2)+ Ps (1)
где Cs - нагрузка для особого сочетания.
5.2.1.2 К постоянным Pd нагрузкам следует относить:
- вес дорожной одежды, земляного полотна и др. конструктивных элементов автомобильной дороги;
- вес несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, располагаемых на склоне;
- вес грунтов;
- гидростатическое давление грунтовых вод.
5.2.1.3 К длительным Рl нагрузкам следует относить:
- воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;
- воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью грунтов;
- нагрузка от складируемого материала, равномерно распределенная нагрузка на территории;
- от подвижного состава железных дорог СК.
5.2.1.4 К кратковременным нагрузкам Pt следует относить:
- нагрузки от людей;
- нагрузки от транспортных средств типа НК;
- климатические (снеговые, гололедные) нагрузки.
5.2.1.5 К особым Ps нагрузкам следует относить сейсмические воздействия.
5.2.1.6 Температурные климатические воздействия, ветровые нагрузки, динамические воздействия от оборудования и транспорта, тормозные усилия от движения техники при расчетах устойчивости на сейсмическое воздействие не учитываются.
5.2.1.7 Для каждой расчетной ситуации необходимо учитывать все возможные неблагоприятные расчетные сочетания нагрузок. Эти сочетания устанавливаются из анализа всех возможных реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок и с учетом возможности реализации различных схем приложения кратковременных нагрузок или отсутствия некоторых из них (в т. ч. нагрузки от транспортных средств).
5.2.1.8 Вероятность одновременного достижения несколькими нагрузками их расчетных значений учитывается коэффициентом сочетания нагрузок ψ, вводимым при определении нормируемого коэффициента устойчивости склона. При этом коэффициенты сочетаний для отдельных видов нагрузок в расчет не вводятся.
5.2.1.9 В особых сочетаниях коэффициент надежности по нагрузке γf для постоянных, длительных и кратковременных нагрузок следует принимать равным единице, то есть в расчетах используются значения нагрузок соответствующие их нормативным величинам.
5.2.1.10 В качестве основной характеристики особой нагрузки - сейсмического воздействия - устанавливается его расчетное значение с учетом возможных социальных и материальных потерь в случае разрушения автомобильной дороги и необходимых мер по предотвращению ее разрушения.
5.2.1.11 При наличии на оползнеопасном склоне каких-либо зданий и сооружений (помимо автомобильной дороги) в расчетах устойчивости следует учитывать нагрузки передаваемые ими на грунтовый массив в соответствии с СП 14.13330 и СП 20.13330.
5.2.2. Нормативные нагрузки от веса конструктивных элементов автомобильной дороги и грунтов
5.2.2.1. Геометрические параметры конструктивных элементов автомобильной дороги принимают по проектным значениям или результатам изысканий (на существующих автомобильных дорогах).
5.2.2.2. Нормативное значение веса конструктивных элементов автомобильной дороги определяют по проектным размерам и удельному весу материалов и грунтов с учетом их влажности в условиях эксплуатации.
5.2.2.3. Нормативные значения веса грунтов, слагающих оползнеопасный склон устанавливаются по удельному весу, приводимому в материалах инженерно-геологических изысканий.
5.2.2.4. При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.
5.2.3. Нормативные нагрузки от автотранспортных средств и пешеходов
5.2.3.1. При расчете устойчивости оползнеопасных участков автомобильных дорог нормативная нагрузка от автотранспортных средств устанавливается в соответствии с ГОСТ Р32960 в виде нагрузки НК.
5.2.3.2. Нормативная нагрузка НК представлена в виде одиночной четырехосной тележки с нагрузкой на каждую ось 18 К (кН). Класс нагрузки К для расчетов устойчивости принимается равным 8,3.
5.2.3.3. При расчете устойчивости нагрузка от транспортных средств приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна (рисунок 3)