3 Розрахунок крутості укосів насипу та його стійкості

Для забезпечення стiйкостi укосiв, необхiдно створити рiвновагу руйнiвних та утримуючих сил , тобто задовольнити основну теоретичну умову зсуву:

(3.1)

де: гранична зсуву напруга, кгс/ (МПа);

нормальна напруга (питоме стиснення ґрунту), кгс/ (МПа);

– коефiцiент тертя часток грунту;

кут внутрiшнього тертя часток;

– міцність зчеплення часток ґрунту прийнятих за (граничне значення),кгс/ (МПа);

Найбiльш поширеним э метод розрахунку крутостi укосiв та iх стiйкостi –метод проф. М.М. Маслова, згiдно з яким ступiнь стiйкостi укосу визначаеться за умовою запасу стiйкостi:

, (3.2)

1. Вихідні дані:

Границя текучості ґрунту тіла насипу:	WT=31,4%
Оптимальна вологість ґрунту тіла насипу	Wопт =19,6%
Число пластичності ґрунту тіла насипу:	Jp=13%
Щільність частинок ґрунту тіла насипу:	s=2,62г/см3
Границя текучості ґрунту робочого шару з піску:	WT=14,2%
Оптимальна вологість ґрунту робочого шару з піску:	Wопт =9,95%
Щільність частинок ґрунту робочого шару з піску:	s=2,5г/см3

3.2 Креслимо розрахункову схему насипу, i видiляемо шари з позначенням iх цифрами 0,1,2,3….., починаючи з верхнього шару насипу.

3.3 Визначаємо показник консистенції для всіх шарів ґрунту насипу:

(3.3)

(3.4)

Так як показник консистенції від’ємний, тому ґрунт знаходиться в сухому стані.

3.4 Визначаємо коефіцієнт пористості ґрунту для кожного шару:

(3.5)

;

;

;

;

;

;

3.5 В залежності від одержаних значень та приймаємо значення кутів внутрішнього тертя та питомого зчеплення частинок ґрунту ( тс/м² ).

₃.6 Для крутизни укосу лінії згідно ДБН визначаємо значення

(3.6)

де m_і – залягання укосу на певній висоті насипу.

3.7 Визначаємо щільність ґрунту з урахуванням потрібної вологості:

(3.7)

Визначаємо вагу кожного шару ґрунту, який давить на нижню площу по формулі:

(3.8)

;

;

;

;

;

;

3.8 Для прийнятих кутiв внутрiшнього тертя визначають значення .

;

;

;

;

;

;

3.9 Визначаємо коефіцієнт зсуву та величину цього кута для шарів насипу:

(3.9)

3.10 Розраховуємо крутість укосу насипу ,за формулою:

(3.10)

3.11 Визначаємо коефіцієнт запасу за формулою згiдно :

(3.11)

3.12 Розрахункові значення всіх параметрів заносяться в табл. 3.1

Таблиця 3.1 – Розрахункові значення параметрів.

Номер шару ґрунту	Товщина шару	tg	Кут , град.	Коефіцієнт пористості е	Показник консистенції ґрунтів,JLі	Щільність ґрунту, потр.W, т/м2	Розрахунковий питомий тиск стовпа ґрунтуQW, т/м2	Кут внутрішнього тертя п, град.	tgn	Щільність зчеплення частинок ґрунту Сп, тс/м2	tg	Кут зсуву , град	Розрахунковий коефіцієнт запасу стійкрстіКзап
1	1,5	0,57	2941’	0,42	0.092	2,02	3,03	30	0,5774	2,1	1,263	5138’	2,22
2	4,5	0,5	2634’	0,68	0.092	1,87	11,45	24	0.4452	3,0	0,707	3516’	1,414
3	6,0	0,5	2634’	0,68	0.092	1,87	22,67	24	0.4452	3,0	0,577	2959’	1,154
4	6,0	0,5	2634’	0,68	0.092	1,87	33,89	24	0.4452	3,0	0,533	2803’	1,066
5	0,2	0,5		0,68	0.092	1,77	34,89	24о	0,4452	3,0	0,532		1,064
6	2,8	0,44		0,63	0.092	1,93	39,66		0,4452	3,1	0523		1,189

Висновок: Розрахункові параметри другого розділу зведені в таблиці 3.1, при яких забезпечується оптимальна крутизна відкосів насипу земляного полотна.