Программа
расчета устойчивости земляных откосов
по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.
Версия 5.01
Александров А.В. Русинов В.Ю. © Дедовск - Москва, 1990-1999 г.
Введение в программу
Программа расчета устойчивости земляных откосов по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения разработана для расчета земляных откосов произвольной конфигурации.
Коэффициент запаса устойчивости откоса определяется по следующим трем методам расчета:
1. Метод Г. Крея (иначе - метод А.В. Бишопа).
2. Метод К. Терцаги.
3. Метод "Весового давления" (метод Р.Р. Чугаева).
В программе задаются характеристики грунтов, вводятся координаты поверхности откоса, кривой депрессии и границ грунтов. Также можно задать область центров и радиусы поверхностей скольжения вручную или определить, рекомендуемые по методу В.В. Аристовского, ввести необходимое для расчета количество центров поверхностей скольжения и радиусов и определить наиболее опасную поверхность в ручном или автоматизированном режиме расчета.
В программе возможен расчет откоса с учетом действия сейсмических сил и внешней пригрузки на него.
Авторами предусмотрена как программная комплексная проверка исходных данных, так и визуальная, с помощью графической схемы Вашего откоса, области центров и радиусов скольжения.
Исходные данные по откосу можно записать в файл и использовать их в последующих расчетах.
Результаты расчета в виде графической схемы, можно распечатать или записать в файл формата BMP. Результаты в текстовой табличной форме можно как распечатать на принтере и записать в текстовый файл, так и оформить в виде документа Microsoft Word 8.0 (Office 97).
При разработке программы были использованы теоретические положения, методики расчета, справочные данные и примеры расчетов, изложенные в пункте «Литература»:
Дополнительная информация представлена на страницах:
«Теоретические и расчетные положения»
«Интерфейс программы»
«Справочные данные»
«История создания программы»
«Системные требования»
«Литература»
«Авторский коллектив»
Программа прошла солидную практику в различных проектных организациях страны и позволяет выполнить ручную проверку. Однако, авторы будут благодарны за замечания по работе программы и обещают устранять недостатки в ее работе как в течение срока поддержки, так и вне этого срока.
Теоретические и расчетные положения
Основные положения
Программа расчета устойчивости земляных откосов по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения разработана для расчета земляных откосов произвольной конфигурации. Под термином "устойчивость откоса" подразумевается устойчивость его призмы (в случае гидротехнических сооружений - верхнего или нижнего бьефа) или части откоса на сползание в результате нарушения равновесия внешних и внутренних сил, которые слагаются из собственного веса, гидростатического давления воды и сейсмических сил (для сооружений, возводимых в сейсмических районах).
Поскольку оптимальные откосы устанавливаются в результате расчета устойчивости, особое значение приобретает правильный выбор метода расчета и обоснованность исходных данных для вычисления расчетных усилий. Поэтому должны быть тщательно изучены и правильно выбраны:
– расчетные характеристики как материалов, слагающих откос, так и грунтов основания;
– коэффициенты запаса;
– методы расчета;
– характерные расчетные сечения откоса;
– расчетные случаи, представляющие возможные наиболее неблагоприятные в различных условиях сочетания силовых воздействий.
Все эти материалы определяются проектировщиком заранее с наиболее возможной точностью по данным геологии, предпроектных проработок и прочих условий. Характеристики грунтов и иные дополнительные материалы, приложенные в настоящем руководстве, являются справочными и должны использоваться только при отсутствии части данных по откосу для предварительной оценки его устойчивости.
Основные расчетные случаи регламентированы СНиП II-53-73.
Методы расчета
При использовании гипотезы о круглоцилиндрической форме потенциальной поверхности скольжения значение коэффициента запаса устойчивости устанавливают исходя из условия статического равновесия:
Сумма (М) = 0,
где М – все моменты, действующие на откос.
При этом призма обрушения данной программой рассматривается дискретно, производя ее деление на конечное число отсеков, причем увеличение количества отсеков приводит к увеличению точности расчета. Обычный "ручной" счет предполагал деление призмы обрушения на 10 отсеков. Данная программа делит откос на 100 отсеков в общем случае и позволяет увеличить количество отсеков до 1000.
Разработано несколько способов расчета по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения с делением на отсеки, которые отличаются друг от друга выражением для эффективных нормальных напряжений, действующих по поверхности скольжения. При проведении расчетов устойчивости данной программой принимаются допущения в отношении угла действия нормальной составляющей распора грунта, которую принимают постоянной или же в виде известной функции от угла наклона площадок скольжения [5]. Таким образом, программой реализованы следующие методы расчета:
1. Метод Г. Крея (иначе - метод А.В. Бишопа).
2. Метод К. Терцаги.
3. Метод "Весового давления" (метод Р.Р. Чугаева).
Нормативные коэффициенты запаса устойчивости Кз установлены соответствующими СНиП и находятся в пределах от 1.05 до 1.1 для особых сочетаний нагрузок и от 1.1 до 1.3 для основных сочетаний нагрузок.
Метод Г. Крея
Метод Г. Крея (или Метод горизонтальных сил взаимодействия) достаточно точен, и рекомендован межведомственной комиссией Госстроя СССР для расчетов устойчивости откосов из неоднородных грунтов.
Определение коэффициента запаса устойчивости Кз – точное, находится подбором, так как Кз выражен в формуле неявно. Подбор Кз производится с такой степенью точности, чтобы разница в соседних определениях Кз не превышала 0.1%. Формула для расчета приведена в [5], (формула (9.11), стр.226).
Метод К. Терцаги
Метод К. Терцаги (или Метод наклонных сил взаимодействия, параллельных подошве отсека) нашел широкое применение на практике благодаря своей простоте, однако при расчетах пологих откосов с заложением больше 2.5 он приводит к занижению величины Кз, то есть дает значение "в запас". Формула для расчета приведена в [5], (формула (9.13), стр.227).
Метод "Весового давления"
Метод предложен Р.Р. Чугаевым, основан на формальном совпадении результатов расчета по нему с результатами, полученными по методу Тейлора при заложениях откосов больше 2.5. При расчетах неоднородных откосов, когда в основании залегают грунты с более низкими прочностными свойствами, чем грунты откоса, метод приводит к занижению коэффициента запаса устойчивости. Формула для расчета приведена в [5], (формула (9.12), стр.226).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.