1 Вводная часть
Расчет устойчивости склона – это специальный геотехнический расчет, который позволяет оценить степень устойчивости склона в зависимости от расчетного значения коэффициента устойчивости (запаса устойчивости).
Ниже рассмотрим оценку устойчивости склона с учетом следующих осложняющих факторов:
1 – на склоне имеется существующая застройка;
2 – на склоне расположен проектируемый объект;
3 – сейсмичность площадки 8 баллов.
1.1 Цель работы
Цель настоящей работы заключается в расчетной оценке устойчивости склона с учетом проектируемых и существующих объектов.
1.2 Объем и состав работ
1.1 Расчет устойчивости склона на основное сочетание нагрузок с учетом существующих и проектируемых объектов.
1.2 Расчет устойчивости склона на особое сочетание нагрузок (сейсмичность площадки 8 баллов) с учетом существующих и проектируемых объектов.
1.3 Расчет устойчивости склона на особое сочетание нагрузок (проезд пожарной машины 36 кПа) с учетом существующих и проектируемых объектов.
Расчеты 1.1-1.3 выполняются в объеме 1-ого плоского 2D разреза.
1.3 Исходные данные
Расчеты выполняются на основании предоставленных исходных данных:
1 – Расчетный разрез.
2 – Отчет по инженерно-геологическим изысканиям.
3 – Характеристики ПГС, из которого запроектирована армогрунтовая конструкция.
1.4 Используемые методы
Расчет устойчивости склона производится в соответствии с пунктом 5.2.3 СП 116.13330. 2012: выполняется упругопластический расчет методом конечных элементов (МКЭ) с использованием метода снижения прочностных характеристик (SRM).
Расчет устойчивости склона с учетом сейсмического воздействия производится по квазистатической расчетной схеме в соответствии с пунктом 11.1.3 СП 381.1325800. 2018.
1.5 Применяемые программные средства
Геотехнические расчеты выполнены в лицензионном программном комплексе ***. Программа предварительно верифицирована с помощью расчетов тестовых моделей в соответствии с пунктом 5.1.13 СП 22.13330.2016.
1.6 Нормативная база
…
1) СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов».
2) СП 381.1325800.2018 «Сооружения подпорные. Правила проектирования».
3) СП 436.1325800.2018 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от оползней и обвалов. Правила проектирования».
4) СП 296.1325800.2017 «Здания и сооружения. Особые воздействия».
5) СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах».
…
2 Анализ исходных данных
2.1 Инженерно-геологические условия
В геологическом строении площадки изысканий на разведанную глубину 10,0 м принимают участие: современные техногенные насыпные грунты, четвертичные делювиальные непросадочные суглинки, элювиальные глины, которые залегают на толще палеогеновых мергелей свиты горячего ключа.
…
2.2 Гидрогеологические условия
Подземные воды вскрыты повсеместно на глубине 2.4 (571.50) – 5.6 (569.37) м от дневной поверхности. Водовмещающими грунтами являются делювиальные непросадочные суглинки, относительный водоупор – слаботрещиноватый мергель.
…
2.3 Сейсмичность района
Сейсмичность площадки изысканий по карте А, с учетом категории грунтов по сейсмическим свойствам составит 8 баллов.
…
2.4 Расчетное сечение
Рекомендуем изучить статью про подготовку расчетного сечения для геотехнического расчета.
3 Расчет устойчивости склона
3.1 Методика расчета
Оценка устойчивости склона производится методом снижения прочностных характеристик с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и упругопластической модели грунта [п. 5.2.3 СП 116.13330.2012].
3.2 Коэффициент устойчивости
Значение kst определяется в соответствии СП 116.13330.2012, и для рассматриваемого объекта:
kst=1.35 – для основного сочетания нагрузок;
kst=1.21 – для особого сочетания нагрузок.
3.3 Расчетная модель
Расчетная модель представляет собой численную конечно-элементную модель механики сплошной среды, в которой производится анализ устойчивости методом снижения прочности (SRM).
Для моделирования поведения грунтов используется:
- упругопластическая модель Кулона-Мора для дисперсных грунтов, параметры которой назначаются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий;
- упругопластическая модель Хоека-Брауна для скальных грунтов грунтов, параметры которой назначаются из анализа результатов инженерно-геологических изысканий.
…
3.4 Расчет устойчивости склона при основном сочетании нагрузок
3.5 Расчет устойчивости склона при особом сочетании нагрузок – проезд пожарной машины
3.6 Расчет устойчивости склона при особом сочетании нагрузок – сейсмическая нагрузка
4 Выводы
- Методами численного моделирования выполнен расчет устойчивости склона с учетом проектируемых (…) и существующих объектов (…).
- Расчет устойчивости склона выполнен в соответствии с СП 116.13330.2012 с использованием метода снижения прочностных характеристик и упругопластического расчета методом конечных элементов в геотехническом программном комплексе … .
- Основные результаты расчета сведены в таблицу 4.1.
- Как видно из таблицы 4.1 рассматриваемый склон во всех случаях устойчив, однако при расчете на сейсмическую нагрузку устойчивость склона обеспечена с условно недостаточным запасом. Дело в том, что требуемое значение коэффициента устойчивости во многом зависит от коэффициента условий работы, значение которого установлено в широком диапазоне (см. пункт 5.2.2 СП 116.13330.2012). В данной работе значение принято 0,85, что соответствует пункту 6.3.19 СП 381.1325800.2018.
- Как видно из рисунков 3.3, 3.6, 3.9 ни одна из поверхностей скольжения не проходит под фундаментами проектируемого жилого дома, что свидетельствует о достаточной несущей способности грунтового основания.
5 Рекомендации
- Рекомендуется рассмотреть необходимость повышения сейсмостойкости проектируемой подпорной стены.
- Поскольку в пределах площадки строительства отмечено подтопление территории, необходимо предусмотреть защиту проектируемых объектов в соответствии с СП 104.13330.2016.