Calcularea stabilității la pantă este realizată prin diferite metode, care se derulează din starea de bază a echilibrului, determinată de schema de forță care acționează pe panta.
Oricare ar fi motivele încălcării stabilității pârtiilor, în ultimă instanță, mișcarea maselor montane se produce sub influența gravitației. In consecinta, in multe cazuri, conditiile de stabilitate a pantei pot fi determinate de regulile de mecanica.Mai multe metode au fost dezvoltate pentru calcularea stabilitatii.Dar toate aceste metode se bazeaza pe conditia de echilibru de baza. determinată din schema forțelor care acționează pe panta.
Luați în considerare o pantă și trageți un plan secant I-I (Fig-1). Să presupunem că gravitația părții tăiate este egală cu Q. Forța gravitațională acționează vertical și în raport cu planul I-I trebuie să fie descompusă în două forțe:
tangentă T = Q sin α și normal N = Q cos α.
Forța T determină deplasarea maselor de rocă de-a lungul planului I-I, iar forța N creează forța de frecare Nf, care împiedică o astfel de deplasare. În plus, părtinirea este împiedicată de forțele de coeziune c care acționează în planul I-I pe întreaga suprafață egală cu F.
Dacă unghiul a va αkr valoare care corespunde limitei de echilibru, este posibil să se facă ecuația de echilibru de limitare: + Hf cF-T = 0 sau T = Nf + cF; Expresiile rezultate pot fi convertite. Presiunea normală pe unitatea de suprafață de forfecare
Forța de mișcare pe unitatea de suprafață de forfecare τ = T / F = Qsin αcr / F. Valoarea critică a unghiului α la care se produce starea de echilibru limitator se numește unghiul de forfecare ψ. Având în vedere cele de mai sus, ecuațiile de echilibru limitator au forma:
Se poate observa din egalitatea obținută că unghiul schimbării este o variabilă ψ și depinde de mărimea presiunii normale pe suprafața de forfecare. Prin urmare, suprafața de deplasare cu came și numai în absența speciilor, la rândul său forțează ploskost.Esli ambreiajului în ecuația (1.1) în locul valorii ψ = αkr substituie orice altă valoare a α. atunci este posibil să se construiască o serie de suprafețe care trec prin fundul pantei.
Figura-1. Schema de forțe care acționează de-a lungul planului de alunecare
Evident, pantele. suprafețele formate cu un unghi α> αkr -neustoychivy.Sledovatelno, unghiul de deplasare ψ = αkr poate fi numită limita unghiul critic sau pantei rezistenței. iar suprafața corespunzătoare a pantei este o suprafață limitată sau critică.
Pentru a determina stabilitatea unei pante naturale sau artificiale pot vstretitsyadve obiective principale: suprafața de alunecare este cunoscut în prealabil și este necesar doar pentru a verifica stabilitatea pantei și suprafața de alunecare nu este cunoscută, este necesar să se verifice stabilitatea pantei, și, dacă este posibil, pentru a construi suprafața critică skolzheniya.Vo multe cazuri, în ceea ce privește O panta are adesea de rezolvat ambele probleme.
Verificarea stabilității unei pante cu o suprafață de alunecare cunoscută anterior
La pante cu straturi de tip cădere consecutive sau straturi în funcție de panta acoperit suprafața de alunecare deluvial este cunoscut în prealabil. Pentru a testa ukstoychivosti alunecare împărțit într-o serie de compartimente de dimensiuni perpendicular pe planul desenului, egal cu unul (a se vedea figura 2) gravitație .Apoi a fiecărui compartiment pe unitatea de lungime este egală cu suprafața sa înmulțit cu forța gravitațională rocă în vrac și de gravitatea aplicată în centrul fiecărui pătrat.
Continuăm linia de acțiune a forței Q pentru al intersecta cu suprafața de alunecare și o descompunem în componente normale și tangențiale. Apoi, este evident că N = Q cos α și T = sin α. în care unghiul de înclinare de suprafață α-alunecare la orizont în acest efect tochke.Summiruya tuturor forțelor, obținem valoarea factorului de stabilitate ca raportul dintre toate forțele care dețin matricea de trecere de la suma tuturor forțelor care cauzează surpare:
unde c este forța de aderență, t / m²; secțiunea l a arcului de alunecare în acest compartiment, m; φ-unghiul de frecare internă.Pentru valori de η> 1 panta este stabilă și nu va exista nici o mișcare de-a lungul stratului de contact,
pentru η<1 склон неустойчив и подвижки возможны.Значения η=1 соответствуют состоянию предельного равновесия.Заметим, что в подвижках асеквентного типа после начала движения силы сцепления между сдвигающейся массой и неподвижной частью склона по большей части отсутствуют и выражение (1) примет вид:
-Figura 2. Schema de dezmembrare a unei matrice glisante în compartimente
În acest caz, suprafața de alunecare în planul tăieturii va fi reprezentată ca dreaptă sau ruptă. dacă suprafața pantei este ruptă, atunci unghiurile α vor fi diferite. Suma forțelor ΣТ care determină o schimbare determină amploarea presiunii de alunecare. Valoarea acestei valori este necesară pentru calcularea măsurilor împotriva alunecărilor de teren. În acele cazuri în care suprafața de alunecare este ruptă, pentru a determina amploarea presiunii de alunecare, este necesar să se găsească forțele de forfecare rezultate.
Verificarea stabilității pantei cu o suprafață culisantă avansată necunoscută
Recepția principală a verifica stabilitatea Feleniusom a fost propusă și dezvoltată de K. Terzaghi pentru repaus, masa uniformă pliată. Suprafața curbată este descrisă de ecuația trigonometrică forfecare de ordinul doi, o ecuație în apropierea unui cilindru circular, astfel pentru a simplifica calculul suprafeței de forfecare Metoda Felleniusa -Tertsagi pentru primirea circulară cilindrică.
Figura-3. Suprafețele culisante cilindrice circulare trec prin marginea inferioară a pantei (a) sau sub ea (b)
Să considerăm o pantă (Figura 3), din care este evident că prin această pantă poate fi redusă în mod arbitrar mai multe suprafețe kruglotsilindricheskih, fiecare dintre acestea pot fi considerate ca suprafață de alunecare. Pentru fiecare dintre aceste suprafețe se poate găsi raza R și centrul O. Coeficienții de stabilitate calculați pentru fiecare suprafață de alunecare vor fi diferiți. Evident, suprafața de alunecare efectivă coincide cu cea mai periculoasă suprafață condițională, pentru care coeficientul de stabilitate este cel mai mic.
Dacă se dovedește că factorul cel mai mic de stabilitate mai mică decât unitatea, atunci panta este instabilă. Cu cel mai mic coeficient de stabilitate mai mare decât unul, panta va fi stabilă. Principala sarcină în această metodă este de a găsi cea mai periculoasă suprafață de alunecare. Multe studii și propuneri au fost dedicate soluționării acestei probleme. Acest lucru ridică două probleme: în primul rând, este necesar să se găsească în centrul suprafeței de alunecare mai periculoase și, în al doilea rând, pentru a decide dacă să se strecoare prin talpă pârtiilor de suprafață pantă (Figura 3), sau sub panta tălpii (figura 3, b).
În cele mai multe cazuri, se presupune că cea mai periculoasă suprafață de alunecare trece prin talpa pantei. În consecință, soluțiile care corespund unei astfel de premise ne permit să găsim condițiile pentru stabilitatea versanților doar pentru alunecări de teren de tipul deplete. În alunecările alunecoase, cea mai periculoasă suprafață de alunecare trece la o anumită adâncime sub piciorul pantei. Atunci când se calculează stabilitatea, această adâncime este luată fie din structura geologică a pantei, fie (condițional) ca o anumită fracțiune din înălțimea pantei.
Diferite metode pentru determinarea stabilității versanților au fost propuse de N.N. Maslov, N.A. Zamarin și alți cercetători. Metoda principală, cea mai generală de investigare a stabilității, care a fost numită semi-grafică, este prezentată mai jos.
O metodă semi-grafică pentru studierea stabilității unei pârtii de-a lungul Felenius-Terzaghi
-Tabelul 2. Înclinațiile înclinate în grade
După punctul D și chintă calcule Oº DOº .Podtverzhdeno că centrele de derapare cele mai periculoase se vor afla pe această linie. Pe lângă punctul 0 °. notează și punctele O1, O2 și așa mai departe. situate unul pe altul la o distanță de aproximativ 1/3 din înălțimea pantei h. Adoptarea unor puncte Oº, O1, O2 și așa mai departe pentru centrele desena cerc raze R0, R1, R2, trecând prin singurele porțiuni V.Poluchennye pantă repaus se împarte în secțiuni și determină valoarea forțelor de forfecare și a restricțiilor.
Figura 4. Găsirea celui mai periculos arc de alunecare de-a lungul lui Fellenius-Tercagi
Raportul dintre momentele acestor forțe față de centrele de alunecare corespunzătoare dă valorile coeficienților de stabilitate η. O construcție de control este că punctele Oº, O1, O2 și așa mai departe la perpendiculare la linia stabilesc DOº obțin valori η. Eliminăm o curbă netedă prin trei puncte și construim o tangentă la ea, paralelă cu linia DO, dând cea mai mică valoare lui η. Dacă această valoare este η> 1, atunci panta este stabilă.
Dezavantajul metodei este greutatea sa, necesită multe construcții și calcule. În plus, suprafețele de alunecare condiționate sunt obligatorii prin partea inferioară a pantei, care nu este întotdeauna adevărată. După cum sa indicat deja în pante detruzivnogo suprafața reală de alunecare de tip se extinde sub panta tălpii, astfel încât, împreună cu metoda de bază Felleniusa -Tertsagi dezvoltat alte multe simplifica operațiile de calcul și grafice și permițându-le să folosească pentru orice contururi de suprafata neteda. Studiul acestor metode se referă la mecanica solurilor și nu este luat în considerare în acest articol.
Articole similare
-
Moscova, știri, Sobyanin a numit data aproximativă pentru finalizarea construcției metroului ramenki
Trimiteți-le prietenilor: