Расчет котлована с откосами: Онлайн-калькулятор котлована с откосами (или без них)

Содержание

Расчет объема котлована в Алматы на сайте G Global Project

Расчёт объёма котлована с откосами до недавнего времени был очень трудоёмкой задачей. Обычно используемый метод — это метод поперечного сечения с закрепленными в их положении профилями. У этого метода есть ряд недостатков, из которых следует отметить большие погрешности, особенно в случае измерения больших пространств. Внедрение новых технологий в мониторинг объёмов карьеров привело к появлению инновационных методов расчёта. Современный мониторинг ситуации с раскопками включает создание цифровых топографических карт и их периодическое (как правило, ежемесячное) обновление, а современные технологии теперь позволяют собирать, обрабатывать и поддерживать большое количество пространственных данных.

Как осуществляется выполнение подсчёта объёмов земляных работ

Существует несколько методов расчёта земляных работ, у каждого их которых есть свои преимущества и недостатки, в зависимости от формы объекта. Их можно разделить на две большие группы: линейные и поверхностные. Улицы, железные дороги, плотины, туннели и т. д. рассматриваются как линейные объекты. Примерами поверхностных являются свалки, карьеры, котлованы и т. д.

Метод сечения

Расчёт объёма линейных объектов обычно осуществляется метод поперечного сечения. Его также можно применять и в случае с поверхностными объектами. Достоинством технологии является то, что он позволяет наглядно отобразить проводимые котлованы и насыпи, а недостатком — сравнительно невысокая точность вычислений для больших интервалов профиля.

Метод простых призм

Этот метод заключается в суммировании объемов простых трехсторонних призм, образованных сеткой треугольников. Треугольники используются для формирования вертикальной трёхсторонней призмы, ведущей к некоторой опорной отметке, так называемой «нулевой отметке». В случае расчёта объёма между двумя поверхностями местности, т. е. верхней и нижней, их разницей и является объёма котлована или насыпи. Недостатком этого метода является то, что обе модели должны иметь идентичную внешнюю границу, и невозможно разделить информацию для раскопок и насыпи. Если выкопанный материал сбрасывается в пределах общей внешней границы, этот метод даст нулевой объём, то есть неверный результат. Этот способ применим только тогда, когда выемка вывозится за внешнюю границу.

Метод толщины слоя

В этом методе точки на первой модели (вершины треугольников) проецируются на вторую модель, а вычисленные разности высот представляют собой толщины в точках первой модели. Также в точках второй модели аналогично вычисляются разности высот для первой модели, которые также передают толщины в этих точках. Третий набор точек состоит из граничных вершин многоугольника, где также вычисляются толщины слоёв между двумя моделями. Полученная таким образом толщина теперь служит входными данными для формирования модели толщины, где точки обеих моделей и толщина слоя в них образуют модель, объём которой необходимо определить. Этот метод имеет преимущество перед предыдущим, потому что обе модели не обязательно должны иметь идентичную внешнюю границу, и это дает информацию отдельно для раскопок и насыпи. Недостатком этого метода является то, что верхняя и нижняя модель могут не иметь больших перепадов высот.

Где можно заказать расчёт объема котлована в Алматы

Компания «G GLOBAL PROJECT» давно работает в сфере проведения топографических и геодезических исследований. Поэтому выполнение подсчёта объёмов земляных работ любого объёма и сложности осуществляется на высоком профессиональном уровне.

Подсчет объемов земляных работ – Геодезия, геология в Киеве и по Украине – «Топограф»

Земляные работы – трудоёмкий и сложный вид хозяйственной деятельности, связанный с большими затратами на реализацию. Определение сметной стоимости всего комплекса операций и составление календарного плана требует точного расчёта. Он основан на выполнении целого ряда подробных измерений и вычислений. Масса, объём грунта, удаляемого при устройстве траншей или котлованов, и другие факторы влияют на выбор техники, предназначенной для выемки и вывоза земли. Это также оказывает воздействие на уровень затрат. От вида и сложности выполняемых земляных работ напрямую зависят технические характеристики и специфические особенности применяемых машин.

Подготовка к выполнению расчёта объёма работ требует оценки естественного рельефа участка, предназначенного под застройку. Если он сложный и нуждается в изменениях, работа начинается с вертикального планирования, включающего выемку и перемещение грунта, а также его отсыпку и уплотнение.

К земляным работам относится:

Предварительное рыхление грунта.
Удаление его в отвал.
Строительство насыпей, в том числе с последующим уплотнением.
Рытьё каналов, траншей и котлованов, а также обратная деятельность, осуществляемая после планировки поверхности, уплотнения грунта, укладки трубопроводов и возведения фундаментов.
Выравнивание откосов и зачистка дна земляных сооружений.

Земляные работы часто выполняются на подготовительном этапе строительства зданий и других объектов. В этом случае подсчёт их объёма приобретает особое значение для определения даты ввода сооружений в эксплуатацию. Он осуществляется с учётом класса грунта в соответствии с требованиями нормативных документов.

Оценка объёма земляных работ

Расчёт финансовых затрат производится в последовательности, позволяющей минимизировать возможные погрешности при определении стоимости. Это обеспечивает рациональное использование наличных ресурсов и уменьшает объём замораживаемых средств, предназначенных для компенсации непредвиденных расходов.

Осуществление расчётов предполагает выполнение ряда действий:

измерение участка;
создание детального топографического плана в масштабе 1:500;
определение оптимального места размещения и закрепление репера;
привязка к местности и разметка участка в соответствии с проектом.

Выбор оптимального метода подсчёта зависит преимущественно от вида сооружения и необходимой точности расчёта. В основном применяются три способа:

аналитический;
графический;
комбинированный, графоаналитический.

Объём и массу разрабатываемого грунта почти всегда удобнее рассчитывать аналитическим способом. В процессе осуществляется разбивка участка на геометрические фигуры. Их объёмы рассчитываются и суммируются при использовании стандартных математических формул стереометрии. В результате специалисты получают максимально точные цифры.

Как ещё можно оценить объём

С определенной погрешностью выполнить подсчёт объёма грунта, который надо удалить из котлована или траншеи, можно используя онлайн калькулятор. При этом его функции не ограничиваются способностью расчёта прямоугольных объектов. Есть возможность посчитать массу грунта, изымаемого из круглого, а также многоугольного котлована с откосами.

Такой метод, на первый взгляд, позволяет обойтись без привлечения сторонних специалистов и снизить стоимость строительства, но высокая вероятность ошибки и большие допуски при вычислениях делают его рискованным. Поэтому расчёт объёма земляных работ и массы извлекаемого грунта должен производиться профессионалами, имеющими не только теоретический, но и практический опыт. В соответствии с проделанными расчётами определяется время, необходимое для разработки котлована или траншеи и производится определение сметной стоимости проекта. На этом предварительный этап можно считать завершённым.

Выполнение работ

Рациональное использование финансовых ресурсов предполагает периодические проверки размеров строящегося котлована и прокладываемой траншеи. Так обеспечивается контроль уже освоенного объёма земляных работ. Он позволяет оценить массу оставшегося грунта и узнать, соответствует ли реальный объём вычисленному. Осуществление регулярных контрольных измерений даёт возможность своевременно корректировать сметную стоимость строительства и определить дополнительные затраты, если это необходимо для сохранения темпа в соответствии с календарным планом. Таким способом можно избежать простоев, связанных с перерасходом или недостатком выделенных средств/материалов, выполнив весь объём работ точно в срок.

По окончании строительства объекта производится сверка реальных результатов с проектными. Снова подсчитывается количество земляных масс и осуществляется оформление необходимой документации. В комплект входит топографическая съёмка участка до начала строительства и после его завершения, карта расчёта количества грунта и картограмма подсчёта его реального объёма.

Имея на руках все необходимые документы, можно убедиться в эффективности выполнения вычислений и качестве работ подрядчика.

Опытные специалисты компании «Топограф» обеспечат выполнение всех пунктов плана в точном соответствии с действующими нормами и правилами. Высококвалифицированные инженеры с помощью новейшего оборудования произведут необходимые замеры и расчёты, а также предоставят подробный отчёт заказчику. Достаточно сделать всего лишь один звонок, чтобы получить полноценную консультацию и узнать об услугах. Работаем в Киеве, области и во всех регионах Украины.

Размер и форма карьеров – Зеленые дороги для воды

Размер и форма переоборудованных карьеров имеют важное значение. В случае новых карьеров размер и форма во многом определяются наличием материала для земляных работ и работой экскаваторов и самосвалов. Карьеры часто имеют неправильную форму. Важно, чтобы первоначальные ямы были изменены и должным образом благоустроены в рамках перехода к их новой функции по хранению воды. Предпочтительно это делается с помощью землеройной техники оператора/подрядчика, ранее эксплуатировавшего карьеры.

Следующие условия применяются в отношении формы переоборудованного карьера:

Изменить или удалить потенциально опасные кучи и борта.
Обеспечить устойчивые склоны (см. вставку 7.1).
Рассмотрите общую форму переоборудованного карьера для оптимизации хранения. В случае необлицованных карьеров, превращенных в пруды-накопители, предпочтительна выпуклая форма. Выпуклые ямы идеально подходят для хранения воды, потому что они обеспечивают максимальное хранение, соизмеримое с усилиями земляных работ. Они также по своей природе более стабильны, чем пруды с нечетными и прямоугольными углами. Облицованные пруды предпочтительно имеют трапециевидную форму. Для карьеров, облицованных геотекстилем, предпочтительна трапециевидная форма; геотекстиль легче монтируется. Если геотекстилем необходимо облицовывать большое количество карьеров на определенном участке, предпочтительно (по возможности) использовать стандартные размеры переустроенных карьеров: это позволит централизованно сшивать облицовку, что позволит сэкономить средства.
Глубина: В тех случаях, когда карьеры не постоянно пополняются за счет просачивания неглубоких грунтовых вод, а зависят от поверхностного стока, важным фактором является глубина. Это особенно актуально в жаркие и засушливые периоды, когда испарение из карьеров является высоким. Чем глубже карьер, тем меньше воды теряется на испарение. Предпочтительна глубина 7 м и более. Тем не менее, глубокие карьеры также могут пересекать несколько слоев породы/почвы с различными гидравлическими свойствами. Если главной целью является удержание воды, карьер не должен простираться ниже непроницаемого слоя.
Доступ: карьером будут пользоваться разные водопользователи, поэтому форма должна позволять доступ через пандус. Возможно, потребуется предоставить доступ людям или грузовикам. В соответствии с действующими в Мозамбике руководящими принципами карьеры должны быть обеспечены дорогами с единым подъездом, чтобы обеспечить лучший контроль. Пандусы для грузовиков можно легко модифицировать, чтобы обеспечить безопасный доступ для скота и людей. Если возможно, рекомендуется засыпать рампу камнем, чтобы повысить ее устойчивость против вытаптывания скотом.
Снижение загрязнения: Можно установить специальные дамбы с небольшими насосами для подъема воды из карьера. Хотя это и не идеально, можно установить специальные поилки для скота или дополнительные пруды, заборы или траншеи, чтобы предотвратить прямой контакт скота с водой, что снижает риск заражения.
Водосливные сооружения: рекомендуется место для водосброса, особенно на наклонной местности. Поскольку карьеры собирают воду, они также могут переливаться после заполнения, например, после сильного ливня. В планировке котлована важно предусмотреть водосброс, способный сбрасывать лишнюю воду в естественный сток. В некоторых случаях карьер достаточно велик по сравнению с площадью водосбора, и водосброс не требуется, так как он вряд ли заполнится.
Усиление входного отверстия: Попадающая вода часто вызывает эрозию и структурные повреждения на границе входа и резервуара. Вода, капающая из впускного отверстия в водохранилище, может легко вырезать стенки карьера и быстро вызвать образование оврагов выше по течению от капли воды. Каменная отсыпка, ступени и кирпичная кладка могут быть использованы для усиления входного отверстия.

Графа 7.1. Уклон перестроенного карьера
Предпочтительный уклон перестроенного карьера в сочетании с прудом зависит, среди прочего, от типа почвы. В Руководстве по охране окружающей среды ANE предписывается минимальный уклон 1:4. Материал карьеров может потребовать гораздо более пологих склонов. Как правило, можно использовать следующие значения:
Суглинок 1:5 – 2:1
Супесь 2:1 – 2,5:1
Песок 3:1
Средний уклон пруда можно рассчитать следующим образом:
Где
Y = Средний уклон %
C = Общая длина контура см
I = Интервал контура см
A = Площадь дренажа см ²
Предпочтительно уклон пологий и равномерный.

В отношении размера карьера следует учитывать следующие соображения:

Размер карьера и его использование для хозяйственных нужд, орошения или содержания скота тесно связаны. Карьеры часто служат источником воды там, где альтернативы нет. Следовательно, они должны иметь достаточную мощность, чтобы обеспечивать водой большую часть засушливого периода. В некоторых районах яма может заполняться несколько раз в год, в зависимости от характера осадков; в других районах карьеры заполняются только один или два раза в год. В последнем случае карьеры будут большими.
При преобразовании заброшенных карьеров в пруды для хранения воды важно правильно оценить сток в районе и необходимое использование. Ожидаемый сток можно рассчитать упрощенным рациональным методом (см. вставку 7.2).
Если карьер служит главным образом для восполнения запасов грунтовых вод, он должен быть достаточно большим, чтобы вместить большую часть стока (с возможностью выхода части воды через водосливы или другие водосливные сооружения в питающий канал).

Графа 7.2. Расчет размера переустроенного карьера: спрос и предложение
Для расчета предпочтительной мощности переоборудованного карьера необходимо учитывать два фактора: водоснабжение и потребность в воде.
Для определения запаса необходимо:
Рассчитать среднее количество осадков как минимум за последние 20 лет. Расположите совокупные сезонные осадки (сезон дождей) в порядке убывания.
Рассчитайте вероятность каждого события, используя уравнение:
, где P — вероятность появления, m — ранг, а N — количество наблюдений. Постройте график зависимости вероятности от количества осадков для каждого сезона.
По полученной кривой определите количество осадков с 67-процентной вероятностью выпадения (вероятность выпадения два раза в три года).
Умножьте полученное количество осадков в водосборном бассейне на скорость стока (0,10 для водопроницаемых почв, 0,9 для дорог с твердым покрытием). Таким образом можно приблизительно оценить объем стока, достигающего карьера.
Это приблизительная оценка ожидаемого притока воды. При проектировании карьера также необходимо учитывать спрос на воду в данном районе, ожидаемые потери (просачивание и испарение) и необходимость сброса избыточной воды через правильно спроектированный водосброс.
V = I + E + S + H + L
Где
V = Объем воды для местных нужд, м ³ I = Объем воды, необходимый для орошения, м = Вода потери на испарение м ³ S = потери воды из-за просачивания, м ³ H = потребность в воде для бытовых нужд, м ³ L = потребность скота, м ³
В идеале объем поступающей воды должен превышать V чтобы обеспечить круглогодичное водоснабжение.
При отводе воды в выведенный из эксплуатации карьер объем поступающей воды может превышать объем карьера. В этом случае водосброс необходим и должен быть спланирован заранее. Яму для заимствования также можно увеличить, чтобы хранить больше воды.

Новый метод расчета коэффициента запаса прочности грунтового откоса

На этой странице

АннотацияВведениеАнализВыводыКонфликты интересовБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме учитывает эффект промежуточного главного напряжения и коэффициента бокового давления в состоянии покоя . Примеры расчетов из литературы использовались для сравнения нового метода расчета и текущего метода срезов; результаты показали, что оба обеспечивают хорошую согласованность. Новый метод может служить эталоном для оценки устойчивости откосов. С помощью новой методики рассчитаны коэффициенты запаса прочности грунтового откоса при различных значениях параметра промежуточного главного напряжения, параметра двойного напряжения сдвига и коэффициента статического бокового давления. Результаты показали, что коэффициент безопасности увеличивался при увеличении; сначала увеличился, а затем уменьшился, когда был увеличен; и увеличилось, когда было увеличено.

Эти результаты показывают, что промежуточное главное напряжение, а также напряженное состояние и его изменения нельзя игнорировать при расчете устойчивости грунтового откоса. Характеристики грунта склона и напряженное состояние следует учитывать, чтобы определить единые теоретические параметры прочности и коэффициент статического бокового давления, максимально увеличить потенциал прочности грунта склона и эффективно снизить затраты на проектирование грунта склона.

1. Введение

На дорогах, мостах и строительных объектах часто возникают проблемы с устойчивостью откосов во время резки или выемки котлована. Неустойчивость склона возникает из-за нарушения исходного состояния равновесия грунта, вызванного внешними силами, такими как резка или выемка котлована, и снижением прочности грунта на сдвиг под влиянием различных внешних факторов, таких как проникновение дождевой воды и промерзание грунта. -оттепель. В практической инженерии устойчивость откосов анализируется для проверки целесообразности проектирования участка грунтового откоса. Если склон слишком крутой, он легко обвалится; если склон слишком пологий, это увеличит объем необходимых земляных работ.

Характеристики обычного метода срезов [1], модифицированного метода Бишопа [2], методов силового равновесия (например, Лоу и Карафиат [3]), обобщенной процедуры срезов Джанбу [4], метода Моргенштерна и Прайса [5]. ] и метод Спенсера [6] были обобщены в большинстве учебников. Фолл и др. [7] провели исследование по анализу устойчивости оползней методом конечных элементов. Ченг и Ип [8] показали, что для надежной оценки устойчивости оползней в трехмерном анализе необходим строгий метод. Чжу и Ли [9] провел исследование фактора безопасности на основе предположения Белла. Метод Белла был улучшен Женгом и Тамом [10]. Метод Женга и Тама можно рассматривать в последующем как усовершенствование метода Феллениуса.

Коэффициент запаса устойчивости склона представляет собой отношение прочности грунта на сдвиг к напряжению сдвига возможной поверхности скольжения на склоне. Напряженное состояние грунта и его изменения являются предпосылкой устойчивости откосов; существующий метод кругового проскальзывания склона (Петтерсон 1916) и метод срезов (Феллениус, 1927) не учитывают влияние напряженного состояния. В действительности устойчивость откосов изменяется при изменении напряженного состояния. Исследователи [11–14] в настоящее время ищут центр скольжения и поверхность скольжения, дополняя и изменяя основные предположения метода срезов и обеспечивая фундаментальную основу для инженерных приложений метода срезов. Однако недостатки метода срезов и статически неопределимая проблема этого метода [15] создали проблемы в практических инженерных приложениях.

На основе механизма многоскольжения и модели многосдвигового элемента Ю. создал единую теорию прочности, учитывающую разный вклад всех составляющих напряжения в предел текучести материалов [16, 17]. Единая теория прочности включает в себя теорию прочности при двойном сдвиге [18–20] и теорию одиночной прочности. Превосходное соответствие между результатами, предсказанными единой теорией прочности, и результатами эксперимента указывает на то, что единая теория прочности применима для широкого диапазона напряженных состояний во многих материалах (Ма и др. 19).85 [21]).

Коэффициент давления грунта в состоянии покоя () определяется как отношение горизонтального эффективного напряжения на месте к вертикальному эффективному напряжению на месте. Параметр необходим для интерпретации результатов лабораторных и полевых испытаний, а также для проектирования подпорных конструкций и систем поддержки земляных работ. Шнайд и Ю [22] полагают, что это важный входной параметр для численного анализа геотехнических краевых задач.

В данном исследовании рассматривалась перспектива полного напряженного состояния для получения новой методики расчета запаса прочности грунтового откоса на основе единой теории прочности. Коэффициент безопасности откоса был определен с учетом влияния промежуточного главного напряжения и коэффициента бокового давления в состоянии покоя. Этот метод был сравнен и проверен с текущим методом срезов и может служить эталоном для оценки устойчивости при проектировании грунтовых откосов.

2. Основная теория и вывод формул

2.1. Единая теория прочности

Теория прочности Мора-Кулона проста и практична. Это удобно для инженерных приложений, но не отражает влияние промежуточного основного напряжения, а расчетные результаты относительно консервативны. В 1991 году Ю предложил единую теорию прочности, чтобы компенсировать недостатки теории прочности Мора – Кулона. Единая теория прочности может учитывать эффект промежуточного основного напряжения материала и может моделировать почти все материалы на частичной плоскости для развития потенциалов прочности материала. Имеются два уравнения с условной формулой как для математической модели, так и для теоретического выражения единой теории прочности, учитывающей различный вклад различных составляющих напряжения в текучесть и разрушение материала, уменьшающей число параметров материала и делающей предельные поверхность для достижения внешней границы выпуклого критерия; они не могут быть достигнуты другими критериями. Методы математического моделирования из двух уравнений также могут быть использованы для решения задач с определением промежуточного главного касательного напряжения. Ю вывел математическое выражение единой теории прочности, используя унифицированную модель двойного сдвига и новую математическую модель [17]: где и – функции текучести; — отношение прочности материала на растяжение к прочности на сжатие; предел прочности при растяжении; и – соответственно угол сцепления и внутреннего трения породы и грунта; – избранный критерий разрушения, введенный в единую теорию прочности, отражающий также разрушающее воздействие на материал промежуточного главного касательного напряжения и нормального напряжения соответствующей поверхности.

Единая теория прочности была преобразована в формулу, аналогичную теории прочности Мора-Кулона, чтобы получить угол трения и единую силу сцепления; они выражаются через угол внутреннего трения и сцепление следующим образом [23].

Когда ,Когда ,где параметр двойного напряжения сдвига.

Единый угол внутреннего трения и единое сцепление могут быть использованы для выражения теории прочности Мора-Кулона:

2.2. Основные предположения

(1) Вынутый грунт упрощен в виде плоских откосов грунта. (2) Грунт однородный. (3) Напряженное состояние может быть представлено формулой (4). (4) Прочность грунта на сдвиг удовлетворяет формуле (3).( 5)Горизонтальное напряжение внутренних точек по глубине вызывает нестабильность откоса грунта.(6)При выемке грунта коэффициент статического бокового давления остается неизменным.(7)Влияние поровых и грунтовых вод не учитывается.

2.3. Вывод формулы

Направление простирания склона грунта принимается за плоское напряженное состояние, и анализ упругого плоского напряжения в полупространстве выполняется для грунта в стационарном состоянии под действием силы тяжести; выражение основного напряжения любой точки выглядит следующим образом: где максимальное главное напряжение, минимальное главное напряжение, сила тяжести грунта, коэффициент статического бокового давления грунта, расстояние от поверхности земли до любой точки, — горизонтальное напряжение в любой точке, и — вертикальное напряжение в любой точке.

Как показано на рисунке 1, если предположить, что выемка или грунт основания не вынуты, когда угол наклона , тогда . При вертикальной выемке грунта при угле уклона , то . Горизонтальное напряжение угла откоса выемки грунта удовлетворяет следующей формуле:

Согласно общепринятому определению коэффициента запаса прочности для некоторой точки в массиве грунта коэффициент запаса прочности представляет собой отношение между прочностью на сдвиг и напряжением сдвига в этой точке. [24, 25]:

В соответствии с критерием Мора-Кулона для прочности грунтов на сдвиг, для напряжений в некоторой точке массива грунта различия в величине напряжения сдвига в произвольном направлении приведут к различиям прочности на сдвиг . Другими словами, коэффициент запаса прочности в точке грунтового массива, определенный в (6), будет меняться в зависимости от направления. Это приводит к сложностям и трудностям в методах расчета устойчивости откосов и к разнообразию допущений в расчетных теориях. Для обеспечения уникальности коэффициентов безопасности, рассчитанных в каждой точке в пределах массива грунта, коэффициент безопасности был определен, как описано ниже.

Для заданной точки с определенным напряженным состоянием в некоторой массе грунта ее запас прочности представляет собой отношение между пределом прочности при сдвиге, соответствующим максимальному пределу прочности при сдвиге в этой точке, и общим максимальным пределом прочности при сдвиге, как показано на рисунке 2.

Тогда , запас прочности откоса представляет собой отношение совокупной прочности на сдвиг к суммарному максимальному касательному напряжению в пределах высоты откоса; таким образом, начиная с

Таким образом, (9) подставляем в (8), чтобы получить

3. Расчет и анализ коэффициента запаса прочности

Новый подход был основан на резке или выемке грунта в котловане. Примеры инженерных расчетов уклонов в учебниках [26, 27] и литературе [11] были использованы для проверки общего применения метода расчета по формуле (10).

Пример 1. Высота склона м, угол наклона , сила тяжести грунта кН/м ³ , угол внутреннего трения грунта , сцепление кПа были известны. Для расчета коэффициента запаса откоса использовались метод срезов Феллениуса и формула Бишопа; результаты были 1,18 и 1,19соответственно [9].
С помощью и , рассчитанных по формуле Джейки, по формуле (10) был рассчитан коэффициент безопасности откоса, который составил 0,98.

Пример 2. Вопрос EX1 (c) из оценки Австралийской ассоциации компьютерных приложений (ACADS) в 1987 г.: неоднородный уклон почвы по свойствам материала показан в таблице 1, а форма склона показана на рисунке 3. Проблема заключалась в следующем. упрощается до одного с однородным уклоном грунта высотой м, градиентом уклона = 1 : 2, плотностью грунта кН/м ³ , угол внутреннего трения грунта и сцепление кПа. В расчетах использовались формула Бишопа и генетический алгоритм, а десять коэффициентов запаса прочности скользящей поверхности находились в диапазоне 1,398~1,40 [11]. Используя и , рассчитанные по формуле Джейки, коэффициент безопасности откоса был рассчитан по формуле (10) и составил 1,34. Эталонное значение составляло 1,39.

Приведенные выше примеры показывают, что новый метод проще, чем текущий метод срезов, имеет более четкую теоретическую основу и концепцию, не требует программирования и эффективно снижает вычислительную нагрузку. Его можно использовать в качестве общей основы для оценки устойчивости откосов с точки зрения безопасности.

В примере 1 данные, подставленные в формулы (2a) и (2b), использовались для анализа взаимосвязи между единым углом внутреннего трения , сцеплением , и . Результаты расчетов показаны на рисунках 4 и 5.

На рисунках 4 и 5 показано, что угол единого внутреннего трения и сцепление увеличиваются при увеличении. Они сначала увеличивались, затем уменьшались при увеличении и достигали своего максимума при .

и были получены с различными значениями и и подставлены в формулу (10) для расчета различных коэффициентов безопасности откосов грунта , как показано на рисунке 6. Рисунок 6 показывает, что при фиксированном значении коэффициент безопасности увеличивался с увеличением . Когда было фиксированное значение, изменялось от 0 до 1, а коэффициент запаса сначала увеличивался, а затем уменьшался. При фактор безопасности был максимальным; когда , или , коэффициент безопасности был минимальным. При формула (10) деградирует до формулы по теории прочности Мора–Кулона, и полученный запас прочности будет наименьшим фиксированным значением. Это указывает на то, что потенциал почвы далеко не раскрыт и может привести к значительным потерям.

Используя , и полученные с различными и были подставлены в формулу (10), и были получены различные коэффициенты запаса прочности грунтового склона, как показано на рисунке 7. Рисунок 7 показывает, что, когда было фиксированное значение, увеличивалось с , что согласуется с вышеприведенным выводы. Когда был фиксированным значением, варьировал от 0,39 до 0,79, а коэффициент безопасности увеличивался постепенно. Это свидетельствует о том, что и являются совокупными факторами, определяющими устойчивость откосов. Формула (10) учитывает влияние обоих факторов и может служить ориентиром для оценки безопасности склона грунта.

4. Выводы

Новый метод был проверен путем сравнения результатов с существующим методом срезов с использованием примеров из литературы. Новый метод можно комбинировать с проектированием откосов для получения параметров единой теории прочности и коэффициента статического бокового давления. По новому методу оценивали устойчивость и безопасность откосов.

Проанализировано влияние различных факторов на безопасность и устойчивость грунтовых откосов, включая промежуточный параметр главного напряжения, параметры двойного касательного напряженного состояния и коэффициент статического бокового давления. Эти результаты показывают, что промежуточное главное напряжение и коэффициент статического бокового давления нельзя игнорировать при анализе устойчивости откосов.

В этом исследовании изучалось только влияние параметров единой теории прочности и коэффициента статического бокового давления на коэффициент безопасности склона. Для определения параметров и практического применения нового метода необходимы дальнейшие исследования и проверка.

Теоретическая формула была получена, рассчитана и проанализирована с точки зрения общего напряженного состояния. Воздействие на поровое давление воды и грунтовые воды следует дополнительно изучить с точки зрения эффективного напряжения.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Это исследование финансируется Проектом Департамента образования провинции Цзилинь (JJKh30170260KJ), Проектом Министерства жилищного строительства и городского и сельского развития (2017-K4-004) и Планом проектов транспортной науки и Технологии в провинции Цзилинь, Китай (2011–103).

Список литературы

В. Феллениус, «Расчет устойчивости земляных дамб», в В материалах 2-го Конгресса по большим плотинам , том. 4, стр. 445–463, Wash, USA, 1936.
View по адресу:
Google Scholar
A.
W. Bishop, «Использование круга скольжения в анализе стабильности склонов», Geotechnique , Vol. . 5, стр. 7–17, 1955.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Дж. Лоу и Л. Карафиат, «Устойчивость земляных плотин при просадке», в Трудах 1-й Панамериканской конференции. На почве мех. И Фонф. инж. , стр. 537–552, Мехико, Мексика, 1960.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Н. Джанбу, «Расчеты устойчивости откосов», в Журнал Soil Mechanics and Foundation Engineering Journal , Technical Университет of Norway, Trondheim, Norway, 1968.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Н. Р. Моргенштерн и В. Е. Прайс, «Анализ устойчивости поверхностей общего скольжения», Géotechnique , vol. 15, нет. 1, стр. 79–93, 1965.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Э. Спенсер, «Метод анализа устойчивости насыпей с учетом параллельных сил между слоями», Geotechnique , vol. 17, нет. 1, стр. 11–26, 1967.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. Фолл, Р. Аззам и К. Нубактеп, «Многометодический подход к изучению устойчивости естественных склонов и составлению карт подверженности оползням», Инженерная геология , вып. 82, нет. 4, стр. 241–263, 2006 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
YM Cheng и CJ Yip, «Трехмерный асимметричный анализ устойчивости откосов, расширение методов епископа, Джанбу и Моргенштерна-Прайса», Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering , vol. 133, нет. 12, стр. 1544–1555, 2007.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
Д. Ю. Чжу и К. Ф. Ли, «Явное предельное равновесное решение для устойчивости откосов», Международный журнал численных и аналитических методов в геомеханике , том. 26, нет. 15, стр. 1573–1590, 2002.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Х. Чжэн и Л. Г. Там, «Улучшенный метод Белла для анализа устойчивости склонов», Международный журнал численных и аналитических методов в геомеханике , том. 33, нет. 14, стр. 1673–1689., 2009.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
У. Дж. Лв, С. Дж. Ли и Х. Х. Чжу, «Метод обобщенного анализа устойчивости откосов на основе ГА», Китайский журнал геотехнической инженерии , том. 27, нет. 5, pp. 595–599, 2005.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Малкави А.И.0174 Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии
, том. 127, нет. 8, стр. 688–698, 2001.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Г.-Д. Цзоу, «Метод глобальной оптимизации метода срезов для анализа устойчивости откосов», Китайский журнал геотехнической инженерии , том. 24, нет. 3, стр. 309–312, 2002.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Г. Цзоу и Ю. Чен, «Алгоритм соединения алгоритма имитации отжига и метода случайного поиска для анализа устойчивости откосов», Китайский журнал горной механики и инженерии , том. 23, нет. 12, стр. 2032–2037, 2004.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Z. Y. Chen, X. G. Wang, Y. C. Xing et al., «Теоретическое исследование и физическое моделирование принципа максимума» в устойчивость склона анализ»,
Китайский журнал геотехнической инженерии , том. 27, нет. 2005. Т. 5. С. 495–499.0174 Новая система теории прочности , Xian Jiaotong University Press, 1992.
M.-H. Ю, «Единая теория прочности геоматериалов и ее применение», Китайский журнал геотехнической инженерии , том. 16, нет. 2, стр. 1–9, 1994.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
М.-Х. Ю, «Двойной критерий текучести при сдвиге», International Journal of Mechanical Sciences , vol. 25, нет. 1, стр. 71–74, 1983.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. Х. Ю, Л. Хе и Л. Сонг, «Теория двойного напряжения сдвига и ее обобщение», Scientia Sinica, Series A-Mathematical, Physical, Astronomical and Technical Sciences , vol. 28, стр. 1174–1183, 1985.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
М. Х. Ю и Л. Н. Хе, «Новая модель и теория текучести и разрушения материалов в условиях сложного напряженного состояния», Механическое поведение материалов , том. 6, нет. 3, pp. 841–846, 1991.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
М. Ю, Дж. Ли и Ю. Чжан, «Единая теория линейных характеристик пространственной осесимметричной пластической задачи», Наука в Китае, Серия E: Технологические науки , том. 44, нет. 2, pp. 207–215, 2001.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Шнайд Ф., Ю Х. С. Интерпретация сейсмического конуса в сыпучих грунтах // Геотехника 9.~~~~~~~~~~~amp; Разведка , том. 35, нет. 1, стр. 63–66, 2007 г.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Г. Т. Ван, «Метод и формула для коэффициента устойчивости склона с учетом исходного напряжения грунта», Китайский журнал инженерных наук , том.