Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением
Причины, приводящие к нарушению устойчивости массивов грунта в откосах
1. 
Увеличение крутизны откоса (подмыв берегов реки).
2. Увеличение нагрузки на откос (строительство на бровке)
3. Обводнение грунтов (уменьшение механических характеристик:(С; и увеличение объемного веса грунта).
4. 
Деятельность строителей (устройство котлованов, выработок с вертикальными стенками).
Виды оползней
1. Оползни по поверхности в глубине массива (в движение приходит весь массив грунта в целом;
характерно для грунтов, обладающих трением и сцеплением).
2. Сползание по поверхности откоса (осыпь) (характерно для песчаного грунта).
3. Разжижение грунтов (для водонасыщенных грунтов при динамических воздействиях).
Устойчивость откоса грунта, обладающего трением (С = 0)
Рассмотрим равновесие песчинки на откосе:
Q – вес песчинки;
N – нормальная составляющая веса песчинки;
Т – касательная составляющая веса песчинки;
Т – сила трения
Влияние гидродинамического давления
Через откос выходит вода при высоком У. Г. В. (откос дренирует).
Рассмотрим равновесие песчинки в месте выхода воды
DI – гидродинамическое давление;
R – равнодействующая.
В предельном состоянии угол должен быть равен 90 – , т. е. откос должен быть положе.
Гидродинамическое давление воды возникает в момент откачки воды из котлована
Устойчивость откоса грунта, обладающего только сцеплением
= 0 (жирные глины)
С – составляет основную прочность откосов. На какую глубину (h) можно откопать котлован с вертикальными стенками?
С – силы сцепления, действующие вдоль откоса
но – мы приняли произвольно (sin изменяется в пределах 0…1), при max использовании сил сцепления:
hmax при = 45°; sin2 = 1; тогда hмах=2C/
Пример.
Пусть С = 0,1 кг/м2 = 1 т/м2 = 0,01 МПа = 0,01 МН/м2; = 2 т/м3 = 20 кН/м3 = 20·10–3 МН/м3
hmax= 2 1/2 = 1 м, следовательно откос будет устойчив при вертикальной стенке не более 1 м.
Другой способ расчета:
Устойчивость откоса грунта, обладающего трением и сцеплением
=0; С 0 (графо-аналитический метод расчета)
Пусть обрушение откоса происходит по круглоцилиндрической поверхности относительно центра вращения т. О.
Как рассчитать устойчивость такого
откоса?
уст – коэффициент устойчивости
Порядок вычислений:
1) откос делим на призмы;
2) определяем вес каждой части – призмы – Qi;
3) раскладываем Qi на Ti и Ni;
4) находим С и L – длину дуги.
Недостаток этого метода – произвольное решение. (Точкой О мы задались произвольно.) Необходимо найти наиболее опасный центр вращения, с уст = min, т. е. наиболее вероятную поверхность обрушения.
Центры вращения – т. О располагаются на одной линии под 36 на расстоянии 0,3h.
Для всех точек О1, О2, О3, О4 … – строим поверхности скольжения – определяем 1, 2, , – откладываем их в масштабе, соединяем и графически находим уст = min , т. е. наиболее вероятную поверхность обрушения; если при этом уст уст > 1, то откос устойчив, в противном случае необходимо принимать меры по увеличению устойчивости откоса.
Прислоненный откос
Поверхность скальной породы
Еi – оползневое давление
Порядок расчета устойчивости откоса:
1. Разбиваем откос на ряд призм и рассматриваем равновесие каждой призмы с учетом бокового давления грунта.
2. Расчет начинаем с первого элемента (сверху). Если все элементы устойчивы, то откос устойчив.