Stroi-doska.ru

Строй Доска
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Метод маслова угол естественного откоса

Механика грунтов. Физические свойства грунтов. Общие сведения о показателях физических свойств. Примеры решения задач по оценке классификационных показателей грунтов , страница 56

Последовательность построение очертания равноустойчивого откоса:

— Определяются расчетные характеристики грунта:

— Определяются условная глубина горизонтальной поверхности откоса:

— В пределах заданной высоты откоса выделяются условный слой , для которых определяются приведенная глубина заложения от условной поверхности:

;

— Для полученных и определяются горизонтальные координаты точек на поверхности равноустойчивого откоса по рис. 13.4.

— определяют верхнюю точку очертания откоса: х=0; у=0:

Полученные точки на поверхности равноустойчивого откоса соединяются хордами.

Приближенный метод построения очертания равнопрочного откоса в грунтах при с≠0 и φ≠0. (метод Маслова Н.Н.)

При оценке устойчивости откосов в условиях ппредельного напряженного состояния предлагается использовать показатели: угол сопротивления сдвигу и коэффициент сопротивления сдвигу

Рис. 13.5. Схема к определению коэффициента сдвига () и угла сдвига в связных грунтах.

Из приведенной зависимости следует, что с увеличением напряжения (σ) в грунте коэффициент сдвига и угол сдвига уменьшаются.

При построении очертания равнопрочного откоса его высота условно разбивается на слои мощностью hi. В уровне подошвы каждого выделенного слоя определяется напряжение При наличии нагрузки на поверхности грунта интенсивностью Р:

Для каждого условного слоя определяется очертание откоса в виде хорды с наклоном к горизонтальной поверхности:

Рис. 13.6. Схема построения равнопрочного откоса по углу сдвига (ψ).

При слоистом напластовании грунтов по высоте откоса в каждом условно выделенном слое необходимо учитывать характеристики природных грунтов:

Расчет устойчивости откоса производится в разных условиях эксплуатации с различными показателями коэффициента устойчивости (кst) при кst=1,0 принимаются показатели грунта при кst>1,0 принимаются показатели грунта для I-ой группы предельных состояний,

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения для расчета устойчивости откосов.

Метод является наиболее распространенным из приближенных методов расчета устойчивости массивов грунта. Задача расчета заключается в определении коэффициента устойчивости, для наиболее опасной поверхности скольжения. Очертания поверхности скольжения принимают круглоцилиндрической на основании многочисленных наблюдений. Коэффициент устойчивости (кst) определяется соотношением моментов удерживающих и сдвигающих сил относительно центра дуги скольжения. Сдвигающие силы обеспечиваются весом грунта. Удерживающие силы обеспечиваются внутренними сопротивлениями грунта сдвигам.

Для расчетов тело сползающего грунта условно делится вертикальными плоскостями на отдельные блоки объемом Vi и весом Gi. На дуге скольжения в i-ом блоке обеспечиваются нормальные силы и сдвигающие усилия Величина удерживающих сил:

Сумма моментов удерживающих сил:

Сумма моментов сдвигающих сил:

Величина коэффициента устойчивости определяется:

— требуемая величина коэффициента устойчивости для проектируемого сооружения.

Рис. 13.7. Схема к расчету устойчивости откоса по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Центр наиболее опасной поверхности скольжения лежит на оси М-М. Схема построения оси М-М приведена на рисунке 13.7. величины углов β1 и β2 принимаются по таблице 13.1. в зависимости от уклона откоса . Расчет ведется по схеме последовательного приближения к .

Уклон откоса,

Н.В. Крупина Расчет устойчивости откосов методами равноустойчивогооткоса Fp, КЦПС и ППС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автомобильных дорог

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ МЕТОДАМИ РАВНОУСТОЙЧИВОГО ОТКОСА F p , КЦПС И ППС

Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Устойчивость откосов, основания и фундаменты» для студентов специальности «Автомобильные дороги и аэродромы» 29100 дневной формы обучения

Составители Н.В.Крупина А.И. Столярчук

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 4 от 5.02.99 Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией

по специальности 291000 Протокол № 4 от 5.02.99

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Массив грунта, ограниченный наклонной поверхностью, называется откосом. Откосы могут быть естественными (природными) и искусственными, образованными в результате инженерной деятельности человека.

При проектировании различных объектов вблизи естественного откоса или земляного сооружения, включающего откос, необходимо произвести расчет устойчивости этого откоса, т.к. потеря устойчивости выемки или насыпи автомобильной дороги может на длительное время вывести автомобильную дорогу из эксплуатации, прервать сообщение между населенными пунктами. Восстановление автомобильной дороги требует привлечение больших дополнительных финансовых и людских трудозатрат. Поэтому расчет устойчивости откосов является одним из важных вопросов при проектировании автомобильных дорог.

Каждому студенту предлагается согласно своего варианта, указанного в задании, выбрать по инженерно-геологической карте (прил. 1) и таблице (прил. 2) свой геологический разрез, направление рассчитываемого борта и глубину выемки. Геологический разрез представлен в плоскости, перпендикулярной проектируемому откосу, расположенному в его геометрическом центре. Вид и мощность слоев грунта, а также уровень грунтовых вод по скважинам определяют по таблице прил.3. В таблице прил. 4 даны физико-механические характеристики грунта.

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки с необходимыми таблицами, схемами и графиками объемом 25-30 страниц и одного листа форматом А1, на котором расположены: геологический разрез, чертежи откосов методами F р , КЦПС, ППС (без учета и с учетом воздействия воды).

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

— -бланк задания на проектирование с необходимыми исходными данными;

— оценку инженерно-геологических условий;

— метод расчета равноустойчивого откоса F р ;

— метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения (КЦПС);

— метод плоских поверхностей скольжения (ППС);

— список использованной литературы

Графическая часть курсовой работы должна содержать:

— инженерно-геологический разрез (М 1:50; 1:100; 1:200), горизонтальный и вертикальный масштабы могут быть различными;

— схемы для расчета устойчивости откоса (методами F р , КЦПС, ППС) с учетом и без учета воздействия воды.

Читать еще:  Потеря тепла через откосы

ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

При оценке инженерно-геологических условий строительной площадки студент на основании полученных исходных данных должен осветить в пояснительной записке:

1) географическое положение площадки;

2) геологическую характеристику площадки (описание грунтов в порядке их залегания сверху вниз, мощность слоев и особенности их залегания);

3) гидрогеологические условия строительной площадки (наличие и уровень грунтовых вод);

4) показатели физико-механических свойств грунтов для каждого слоя, средние значения физико-механических свойств основных грунтов, слагающих откос, заносят студенты в табл. 1

Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Углом естественного откоса называется угол, образуемый поверхностью свободно насыпанного песка с горизонтом. Частицы песчаного грунта на откосе под углом естественного откоса находятся в состоянии предельного равновесия, т.е. сдвигающие усилия по наклонной плоскости будут равны удерживающим силам трения. Величина сил трения рыхлого песчаного грунта при отсутствии сил сцепления будет определяться величиной угла внутреннего трения, следовательно, условия предельного равновесия будут характеризоваться равенством углов откоса( ) и внутреннего трения ( ).

Таким образом для сыпучего грунта в рыхлом состоянии угол с горизонтом свободно отсыпанного откоса (угол естественного откоса) можно прировнять к углу внутреннего трения.

Угол естественного откоса зависит от окатонности зерен, гранулометрического состава песка и не зависит от высоты откоса. Следует отметить что угол естественного откоса песчаных грунтов под водой значительно уменьшается, особенно характерно это проявляется для пылеватых песков. Поэтому в лабораторных условиях угол естественного откоса определяют в воздушно сухом состоянии и под водой.

Необходимо знать что равенство угла естественного откоса углу внутреннего трения верно лишь для грунтов рыхлых, полных лишенных связанности и сцепления. Более крутые откосы у других грунтов, которые можно наблюдать на практике при отрывке котлованов, траншей и т.п. евляется прямым следствием проявления сил сцепления и связанности, и в этих условиях не правильно отождествлять угол естественного откоса с углом внутреннего трения, а понятие об угле естественного откоса теряет практический смысл. Поэтому нельзя определять угол внутреннего трения влажных песков по углу естественного откоса, т.к. при увлажнении песка проявляется слабое сцепление. Из-за наличия глинистых и пылеватых частиц на поверхности более крупных песчаных зёрен при увлажнении могут образовать слабые связи между зёрнами грунта, дальнейшее увеличение влажности и появление свободной воды в порах способствует некоторому обжатию грунта капиллярно защемлённой влагой. Такие явления очень часто наблюдаются на практике при работе с песчаным грунтом. Так если засыпать в конус сухой песок то после поднятия конуса он рассыплется образуя поверхность под углом естественного откоса к горизонту. Если же засыпать достаточно влажный песок в конус то после его поднятия можно наблюдать лишь частичное обрушение песчаного конуса в верхней части, либо он останется без обрушения. При проектировании различных земляных сооружений и различных технологических отсыпок, угол естественного откоса является одной из основных характеристик. При этом в зависимости от положения действительного и прогнозируемого уровня грунтовых вод используют соответственно результаты определения угла естественного откоса грунта в воздушно сухом состоянии или под водой.

В естественных условиях угол естественного откоса определяют прямым замером при отсыпке. В лабораторных условиях применяют различные приборы отличающееся по конструкции и способу удалению избыточных масс грунта с образующегося откоса. Для правильного определения угла естественного откоса это условие является решающим.

В настоящей работе рассмотрено определение угла естественного откоса песка в воздушно-сухом состоянии и под водой с помощью прибора из полевой лаборатории Литвинова, Работа на котором требует определённых навыков для исключения влияния субъективных ошибок и с помощью прибора-диска с центрально тарированным стержнем, преимущество которого заключается в отсутствии влияния на результаты опыта индивидуальных особенностей исследования.
Описание приборов.
Прибор для определения угла естественного откоса из полевой лаборатории Литвинова (рис. 26) представляет собой прямоугольную емкость (1) из прозрачного органического стекла с внутренними размерами 100Ч70Ч20мм. Внутри емкости устроена выдвижная створка 2 для разделения её на два отделения. На боковой стенки емкости нанесена сетка с шагом в 1 см, по граням этой стенки нанесены миллиметровые деления. На торцевых стенках емкости приведена таблица значений углов (от 0 о до 54 о ) в зависимости от величины тангенса.

Прибор для определения угла естественного откоса в виде диска с тарированным стержнем (рис. 27) Состоит из перфорированного диска (1) на ножках (2), в центре которого укреплён стержень (3) с разметкой в градусах. На диске установлен конус (4) предназначенный для отсыпки песка. Пробор помещён в стеклянную или пластмассовую банку (5).
Необходимые материалы и оборудование.
-песок;

-прибор для определения угла естественного откоса;

-ступка фарфоровая с пестиком;

Ход работы с применением прибора полевой

лаборатории Литвинова.
Песок в воздушно-сухом состоянии.

  1. Установить прибор на горизонтальную поверхность.
  2. Методом квадратов отобрать среднюю пробу грунта, растереть песок в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.
  3. При опущенной выдвижной створке (2), в малое отделение прибора насыпать песок 3 доверху, не приминая и не встряхивая сровнять его поверхность с краем корпуса (рис. 26).
  4. Медленно поднять выдвижную створку (2) следя чтобы не было толчков, при этом прибор придерживают рукой. Песок пересыпается в другое отделение емкости пока не наступит положение равновесия его частичек на образовавшейся наклонной плоскости (4). Угол образованный поверхностью свободного откоса с горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса ( ) (рис. 26б).
  5. По деления на боковой стенке отсчитать высоту h и заложение l откоса с точностью до 1мм. Результаты занести в журнал.
  6. Определить тангенс угла естественного откоса.
Читать еще:  Монтаж пластиковых откосов без стартового профиля

По значению тангенса определить угол . Результаты вычислений занести в журнал.

  1. Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1 о .
  2. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Определение угла естественного откоса песка под водой.

  1. Установить прибор на горизонтальную поверхность.
  2. Методом квадратов отобрать среднюю пробу грунта, растереть песок в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.
  3. При опущенной выдвижной створке (2), в малое отделение прибора насыпать песок 3 доверху, не приминая и не встряхивая сровнять его поверхность с краем корпуса (рис. 26).

В большое отделение прибора налить доверху воду (5). Выдвижную створку поднять на несколько миллиметров, чтобы вода смогла проникнуть в песок. Когда весь грунт в малом отделении пропитается водой о чём будет свидетельствовать изменение его цвета, медленно поднять створку.

  1. Медленно поднять выдвижную створку (2) следя чтобы не было толчков, при этом прибор придерживают рукой. Песок пересыпается в другое отделение емкости пока не наступит положение равновесия его частичек на образовавшейся наклонной плоскости (4). Угол образованный поверхностью свободного откоса с горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса ( ) (рис. 26б).
  2. По деления на боковой стенке отсчитать высоту h и заложение l откоса с точностью до 1мм. Результаты занести в журнал.
  3. Определить тангенс угла естественного откоса.

По значению тангенса определить угол . Результаты вычислений занести в журнал.

  1. Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1 о .
  2. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Ход работы с применением прибора в виде

диска с тарированным стержнем.

  1. Песок в воздушно-сухом состоянии.
  2. Установить прибор в собранном виде на горизонтальную плоскость.
  3. В конус (4) засыпать песок (6) доверху.
  4. Плавно поднять конус в верх, песок начнёт сыпаться с диска пока не наступит равновесное положение его частичек на образовавшиеся конические поверхности (7). Угол наклона образующей конуса из песка к плоскости диска (1) и есть угол естественного откоса песка ( )
  5. Определить величину угла естественного откоса по риске на центральном стержне (3) отпарированным таким образом, что величина конуса из песка в месте соприкосновения со стержнем показывает величину угла образующей к плоскости основания.
  6. Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1 о .
  7. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

б. Определение угла естественного откоса под водой.

  1. Установить прибор в собранном виде в пластмассовую или стеклянную банку, на горизонтальной плоскости.
  2. В корпус (4) доверху засыпать отобранную по методу квадратов пробу песчаного грунта (6).
  3. В банку залить воду (8) так, чтобы уровень её был выше диска на 1-2см. когда весь грунт в объеме конуса пропитается водой, о чём будет свидетельствовать изменение его цвета, долить воду в банку до уровня верха конуса.
  4. Плавно поднять конус в верх, песок начнёт сыпаться с диска пока не наступит равновесное положение его частичек на образовавшиеся под водой конические поверхности.
  5. После отстаивании и осветления воды определить величину естественного откоса песка под водой по риске указанной на тарированном стержне вершиной конуса из песка.
  6. Опыт повторить 2-3 раза. Результаты занести в журнал. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1 о .
  7. За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Журнал угла естественного откоса песка

В приборе полевой лаборатории Литвинова.

определенийОписание образца песчаного грунта и условий испытанияh, ммl, мм , град , град123123

Журнал определений угла естественного откоса песка

с помощью диска с тарированным стержнем.

определенийОписание образца песчаного грунтаВ воздушно сухом состоянииПод водой , град , град , град , град123

Вопросы для самопроверки.

  1. Что называется углом естественного откоса грунта и к каким грунтам относится?
  2. Объясните почему угол естественного откоса для рыхлых песчаных грунтов отражает величину угла внутреннего трения?
  3. От каких факторов зависит величина угла естественного откоса песчаного грунта?
  4. Где на практике применятся показатель угла естественного откоса?
  5. опишите методику определения угла естественного откоса песка в приборе из полевой лаборатории Литвинова в воздушно сухом состоянии и под водой?
  6. Опишите методику определения угла естественного откоса песка с применением прибора в виде диска с центральным тарированным стержнем?
  7. Объясните причины изменения угла естественного откоса песка под водой?
  8. Как влияет изменение влажности на величину угла откоса песчаного грунта?
  9. Почему нельзя определить угол внутреннего трения рыхлого песка по углу откоса при наличии сцепления и связанности?
  10. Опишите конструкцию приборов применяемых в данной работе для определения угла естественного откоса, их преимущества и недостатки?
  1. СНИП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений, М., Стройиздат. 1984г.
  2. ГОСТ 12071-84 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
  3. ГОСТ 5180-84 Грунты. Метод лабораторного определения влажности.
  4. ГОСТ 5183-77 Грунты. Методы лабораторного определения границ текучести и раскатывания.
  5. ГОСТ 12536-79 — Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) и микроагрегатного состава.
  6. ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
  7. ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу.
  8. ГОСТ 25100-96 Грунты. Классификация.
  9. ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.
  10. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов., М., Недра, 1975.
  11. Цитович Н.А. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1983.
  12. Маслов Н.Н. основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.
  13. Березайцев В.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Желдориздат, 1961.
  14. Зурнаджи В.А. Николаев В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Высшая школа, 1967.
  15. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1979.
Читать еще:  Откосы для входных дверей пошаговая инструкция

Метод маслова угол естественного откоса

Раздел I. Общие положения

1. Горные породы как грунты

2. Классификация грунтов

3. Отбор образцов грунтов для определения показателей их физико-механических свойств

Раздел II. Определение гранулометрического состава грунтов

4. Методы определения гранулометрического состава грунтов

5. Подготовка грунтов к гранулометрическому анализу

6. Определение гранулометрического состава грунта ситовым методом

7. Определение гранулометрического состава грунта методом А. Н. Сабанина

8. Определение гранулометрического состава грунта пипеточным методом

9. Определение гранулометрического состава грунта комбинированным методом

10. Определение гранулометрического состава грунта визуальным методом

11. Определение гранулометрического состава.грунта методом С. Рутновского

12. Определение гранулометрического состава грунта ареометрическим методом

13. Графические способы изображения гранулометрического состава грунтов

Раздел III. Определение физических свойств грунтов и их естественного состояния

14. Основные показатели физических свойств и естественного состояния рыхлых грунтов

15. Определение удельного веса

16. Определение объемного веса

Определение объемного веса грунта методом непосредственных

Определение объемного веса грунта методом режущих цилиндров Определение объемного веса грунта методом парафинирования Определение объемного веса песчаных грунтов

17. Определение влажности грунта

18. Определение пределов пластичности грунта

Определение предела текучести грунта по стандартному ручному методу

Определение предела текучести грунта по методу А. М. Васильева Определение предела текучести грунта по методу В. В. Охотина Определение предела текучести грунта методом балансирного

конуса А. М. Васильева

Определение числа пластичности грунта

Определение числа пластичности грунта

19. Определение относительной плотности песчаного грунта

Раздел IV. Определение основных водных свойств грунтов

20. Основные показатели водных свойств грунтов

21. Определение скорости размокания

Определение скорости размокания грунта по образцам естественной структуры и влажности

Определение скорости размокания грунта по образцам нарушенной структуры

22. Определение величины набухания

Определение набухания грунта по образцам естественной структуры и влажности

Определение набухания грунта по образцам нарушенной структуры

23. Определение величины усадки

24. Определение полной влагоемкости

25. Определение максимальной молекулярной влагоемкости

Метод влагоемких сред

Метод высоких колонн

26. Определение водоотдачи

27. Определение высоты капиллярного поднятия

Определение высоты капиллярного поднятия путем непосредственного наблюдения

Определение высоты капиллярного поднятия с помощью капил-ляриметра

28. Определение коэфициента фильтрации

Определение коэфициента фильтрации в компрессионно-фильтрационном приборе простейшей конструкции

Определение коэфициента фильтрации в компрессионно-фильтрационном приборе Б. М. Гуменского

Определение коэфициента фильтрации в компрессионно-фильтрационном приборе Н. Н. Маслова

Определение коэфициента фильтрации в приборе Ю. М. Абелева и А. И. Озерецковского

Определение коэфициента фильтрации в приборе Г. Н. Каменского

Определение коэфициента фильтрации в приборе Тима

Определение коэфициента фильтрации в приборе Капецкого

Определение коэфициента фильтрации в трубке Г. Н. Каменского

Определение коэфициента фильтрации в трубке СПЕЦГЕО

Определение коэфициента фильтрации по данным гранулометрического состава и пористости грунтов

Определение коэфициента фильтрации по времени, необходимому для уплотнения (консолидации) грунта заданной нагрузкой

Раздел V. Определение механических свойств фунтов

29. Основные показатели механических свойств грунтов

30. Определение коэфициента сжимаемости

Определение коэфициента сжимаемости в приборе Н. Н. Маслова Определение коэфициента сжимаемости в приборе Б. М. Гуменского

Определение коэфициента сжимаемости в приборе М. И. Захарьева

Определение просадочности лёссовидных грунтов

31. Определение силы набухания глинистых грунтов при их увлажнении

32. Определение коэфициента внутреннего трения и сцепления

Определение коэфициента внутреннего трения и сцепления в приборе И. С. Савельева

Определение коэфициента внутреннего трения и сцепления в приборе М, И. Захарьева

Определение коэфициента внутреннего трения и сцепления в приборе Гидропроекта

Определение коэфициента внутреннего трения и сцепления в приборе Маслова—Враского

Определение утла внутреннего трения песков по углу естественного откоса

Определение коэфициента сцепления глинистых грунтов по их временному сопротивлению разрыву

Определение сопротивления грунтов сдвигу по методу Н. Н. Маслова

Раздел VI. Определение минералогического и химического состава грунтов

33. Минералогический состав грунтов и методы его определения

34. Состав обменных катионов грунтов

35. Воднорастворимые соединения в грунтах

36. Определение относительного содержания в грунтах органических

1. Инструкция для тарировки ареометра

2. Таблица плотности воды, отнесенной к температуре 4°С

3. Таблица вязкости воды в зависимости от температуры

4. Таблица температурных поправок по Пуазейлю

5. Таблица температурных поправок к ареометрическим замерам

6. Таблица заложения откосов

7. Расчетная таблица потребных вертикальных нагрузок р при проведении опытов на сдвиг на приборе Маслова—Враского

8. Сводная таблица определений физико-механических свойств грунтов

9. Ведомость лабораторных определений физико-механических свойств грунтов

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector