|
Основные положения теории предельного равновесия сформулированы К. Кулоном (1773), который использовал их при определении давления засыпки на подпорную стенку. Основоположником же первой группы методов, базирующихся на строгой теории предельного равновесия, является В. Рснкин. В 1857 г. им было опубликовано решение задачи о предельном равновесии несвязанного грунта с наклонной поверхностью и впервые доказано, что при сдвиге образуются две линии скольжения, пересекающиеся друг с другом под углом 90°±р. В 1903 г. Ф. Кетгер вывел дифференциальные уравнения предельного состояния среды, с помощью которых Резаль (1910) определил критическую высоту откоса и форму поверхности разрушения. В 1942 г. В.В. Соколовским опубликован общий метод решения задач для плоского предельного равновесия весомой сыпучей среды [119] с использованием гипотезы прочности Мора-Ренкина. Им же разработан численный метод решения краевых задач, описываемых уравнениями гиперболического типа. Используя этот метод, И.С. Мухин и А.С. Срагович с помощью ЭВМ вычислили координаты точек предельных контуров равноустойчивых откосов для различных значений угла внутреннего трения [88]. В отличие от В.В. Соколовского, С.С. Голушкевичем разработан графический метод решения задач теории предельного равновесия с учетом объемных сил [28]. Таким образом, общие методы решения основных задач теории предельного равновесия сыпучей среды разработаны советскими учеными В.В. Соколовским и С.С. Голушкевичем. Эти математически строго обоснованные методы могут быть использованы при решении различных задач предельного равновесия сыпучей среды. Однако при исследовании устойчивости откосов они имеют следующие недостатки: 1) не учитывают влияние подстилающего грунтового основания на распределение 26 |
1. ЗАДАЧА расчета гру н то вы х откосов и ск л о н о в 1.1. Анализ существующих методов оценки устойчивости откосов Успешное решение рассматриваемой проблемы возможно только при совместном использовании аналитических и лабораторных методов, а также метода натурных наблюдений. Остановимся кратко на их содержании и проанализируем достоинства и недостатки. 1.1.1. Аналитическиеметоды В аналитических исследованиях используется большое количество различных методов. Условно их можно разделить на четыре группы. 1. Методы, основанные на теории предельного равновесия, предполагающие, что весь грунтовый массив находится в предельном состоянии. 2. Методы, базирующиеся на теории отвердевшего отсека или призмы обрушения. В большинстве случаев определяется форма поверхности разрушения, соответствующая наименьшему запасу устойчивости при условии, что предельное равновесие наступает одновременно во всех точках этой поверхности. 3. Методы расчета устойчивости откосов, находящихся в допредельном состоянии и учитывающие в той или иной мере напряженно-деформируемое состояние массива грунта. В этих методах используется в основном теория линейно-деформируемой среды. 4. Методы расчета углов откосов по углам сдвига. Основные положения теории предельного равновесия сформулированы К. Кулоном (1773), который использовал их при определении давления засыпки на подпорную стенку. Основоположником же первой группы методов, базирующихся на строгой теории предельного равновесия, является В. Ренкин. В 1857 г. им было опубликовано решение задачи о предельном равновесии несвязанного грунта с наклонной поверхностью и впервые доказано, 10 что при сдвиге образуются две линии скольжения, пересекающиеся друг с другом под углом 90°± р. В 1903 г. Ф. Кеттер вывел дифференциальные уравнения предельного состояния среды, с помощью которых Резаль (1910) определил критическую высоту откоса и форму поверхности разрушения. В 1942 г. В.В. Соколовским опубликован общий метод решения задач для плоского предельного равновесия весомой сыпучей среды [80] с использованием гипотезы прочности Мора-Ренкина. Им же разработан численный метод решения краевых задач, описываемых уравнениями гиперболического типа. Используя этот метод, И.С. Мухин и А.С. Срагович с помощью ЭВМ вычислили координаты точек предельных контуров равноустойчивых откосов для различных значений угла внутреннего трения [58]. В отличие от В.В. Соколовского, С.С. Голушкевичем разработан графический метод решения задач теории предельного равновесия с учетом объемных сил [17]. Таким образом, общие методы решения основных задач теории предельного равновесия сыпучей среды разработаны советскими учеными В.В. Соколовским и С.С. Голушкевичем. Эти математически строго обоснованные методы могут быть использованы при решении различных задач предельного равновесия сыпучей среды. Однако, при исследовании устойчивости откосов они имеют следующие недостатки: 1) не учитывают влияние подстилающего грунтового основания на распределение напряжений в приоткосной зоне; 2) определяют откосы только вогнутой формы . 3) не позволяют проводить расчет устойчивости откосов в случаях, когда поверхность разрушения частично или полностью совпадает с контактом слоев или трещинами. Вторую группу расчетных методов разделим на подгруппы в зависимости от вида поверхности разрушения. |