W - вес грунта в отсеке, кН;
N - нормальная реакция в основании отсека, кН;
Е - нормальная составляющая межотсековых сил, кН;
X - касательная составляющая межотсековых сил, кН;
D - результирующая сила внешней нагрузки, кН;
и - величина порового давления, кПа;
μ - коэффициент сейсмичности;
f - плечо силы нормальной реакции в основании отсека N, м;
R - плечо силы сопротивления грунта сдвигу x- -плечо силы тяжести отсека W, м;
е - плечо горизонтальной составляющей сейсмической нагрузки, м;
d - плечо результирующей внешней нагрузки D, м;
β - угол наклона результирующей внешней нагрузки D, град;
λ - коэффициентмежотсековой функции (в долях);
f(x) - функция межотсековых сил.
П р и м е ч а н и я
1 Индекс L означает сечение с меньшей координатой х, индекс R соответственно относится к сечению с большей координатой х;
2 Индексы h и v означают горизонтальную и вертикальную составляющие соответственно.
5.5.22. Сходимость коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил обеспечивается за счет подбора соответствующего значения коэффициента λ Значения коэффициента λ принимаются в долях от единицы. На практике интервал значений λ рекомендуется принять от 0 до 1,25.
5.5.23. Функция межотсековых сил f(x) представляет собой зависимость наклона результирующей межотсековой силы от положения расчетного сечения по длине оползня. В качестве аргумента функции используется относительная координата^/ рассматриваемого сечения:
(18) где x - координата расчетного сечения, м;
х0 - координата первого сечения (в голове оползня), м;
хп - координата последнего сечения (в языке оползня), м.
5.5.24 В качестве функции межотсековых сил f(x) может приниматься любая зависимость в функциональной или табличной форме. Наиболее распространенные зависимости:
- постоянная f(х ) = const;
- полусинусоида f ( x ) = sin(π • х).
Постоянную функцию рекомендуется применять для протяженных оползней, функцию полусинусоиды - для оползней с поверхностью скольжения круглоцилиндрической (близкой к круглоцилиндрической) формы.
5.5.25. Допускается использовать иные общепринятые методы расчета коэффициента устойчивости склона с псевдостатическим заданием сейсмического воздействия, описанные,например, в [4],[8] и др. источниках.
5.6. Метод поворота склона
5.6.1. К инженерным методам расчета устойчивости оползневых склонов на основании псевдостатического подхода к заданию сейсмического воздействия кроме непосредственно псевдостатическогометода, рассмотренного в разделе 5.5 относится так называемый метод поворота склона или метод Чугаева Р. Р.
5.6.2 Для учета сейсмического воздействия по методу Чугаева Р. Р. рассчитываемый оползневой блок целиком поворачивают на угол отклонения результирующей объемной силы (равной равнодействующей веса отсека и силы сейсмического воздействия) от вертикали. При этом результирующая объемная сила становится вертикальной. То есть поверхность склона DC (рисунок 8) вместе с заданной дугой обрушения АВ (и границами ab,cd и т. д., разделяющими инженерно-геологические элементы, если таковые границы в пределах оползневого блока имеются) необходимо повернуть относительно точкиСна величину сейсмического угла 0С.
5.6.3 Величина сейсмического угла для данного метода определяется из соотношения:
| tgθc = 1,5μ, | (19) |
где μ - коэффициент сейсмичности, определяемый по таблице 4 в зависимости от расчетной сейсмичности участка.
В соответствии с приведенной формулой значения сейсмического угла вычислены и сведены в таблицу 5.
5.6.4. Найденную для фиктивного блока обрушения величину kst принимаем как коэффициент запаса устойчивости заданного действительного блока обрушения ABCD, подверженного действию сейсмических сил.
5.6.5. Если на поверхность отсека действуют какие-либо сосредоточенные или поверхностные силы, то при осуществлении поворота склона следует соответствующим образом поворачивать (относительно точки С) линии действия этих сил.
Та б л и ц а 5 - Значения сейсмического угла для метода Чугаева Р. Р.
| Расчетная сейсмичность в баллах | 7 | 8 | 9 |
| Сейсмический угол θс | 2 | 4 | 8 |
Рисунок 8 - Схема поворота оползневого склона (при отсутствии грунтовых вод)
5.6.6 В случае сыпучего «сухого» грунта (с = О), подвергающегося действию сейсмических сил, расчетный коэффициент устойчивости нормального свободного склона определяется по формуле:
(20)5.6.7. При расчете склона, насыщенного на некоторую высоту покоящейся или движущейся водой по обычным правилам гидростатики, определяются величины и линии действия сил гидростатического давления, действующего на поверхность рассматриваемого отсека обрушения, омываемую водой бьефа (см. на рисунке 9 силы Рв и Gв и линии их действия ВI-BI и ВII-ВII).
5.6.8. Далее осуществляют поворот заданного склона ADCBE
относительно точки Сна угол θС в зависимости от расчетной сейсмичности; при этом поворачивают на угол θС также: заданную дугу сдвига, кривую депрессии (свободную поверхность грунтовых вод) и линии действия сил гидростатического давления, действующего на поверхность отсека обрушения со стороны воды бьефа (см. линии ВI-BI и ВII-ВII).
Рисунок 9 - Расчетная схема оползневого склона насыщенного водой
5.6.95.6.9. Для фиктивного блока обрушения А'D СВ'А' (см. рисунок 10), определяют коэффициент устойчивости в предположении, что сейсмические силы отсутствуют по формуле 11.
При этом удерживающий момент следует определять по формуле: