|
изменяя некоторые обозначения, получим следующее. В начальный момент при t=0 в массиве возникло поле дополнительных напряжений и перемещений, вызванное влиянием различных нагрузок. Этому моменту соответствуют лишь упругие деформации. Это упруго-мгновенное состояние складывается из основного напряженного состояния, характеризующего нетронутый грунтовый массив, и дополнительного напряженного состояния, вызванного воздействием различных нагрузок. При этом напряженное состояние определяется формулами: < ?y(f)=a; + < (/), (2.1) r j ‘)= Следовательно, при изучении изменения устойчивости откосов с течением времени первым шагом должно быть решение соответствующих задач теории упругости. 2.2. М атематико-механическая модель и исходные расчетные данные При составлении расчетной модели природно-техногенной системы С+ЗП размеры ее приняты на основании известного положения теории упругости о том, что граничные условия практически не влияют на распределение напряжений, если границы области удалены от рассматриваемой части области не менее чем на 6 ее наибольших размеров (рис. 2.2). 43 |
Повторяя рассуждения, приведенные в работе Ж.С. Ержанова [25] при решении задачи линейной теории ползучести для подземных выработок, применительно к задаче об определении напряжений в приоткосной зоне и изменяя некоторые обозначения, получим следующее. В начальной момент при t = 0 в массиве возникло поле дополнительных напряжений и перемещений, вызванное влиянием различных нагрузок. Этому моменту соответствуют лишь упругие деформации. Эго упруго-мгновенное состояние складывается из основного напряженного состояния, характеризующего нетронутый грунтовый массив, и дополнительного напряженного состояния, вызванного воздействием различных нагрузок. При этом напряженное состояние определяется формулами: <г,(г)-<т;+<тГЙ Следовательно, при изучении изменения устойчивости откосов с течением времени первым шагом должно быть решение соответствующих задач теории упругости. Таким образом, для решения рассматриваемой в диссертации проблемы расчета и прогноза устойчивости системы «высокая насыпь автомобильной дороги основание» необходимо решить следующие задачи: 1. Определение упругих напряжений и анализ их распределения в системе насыпь-основание при различной геометрии поперечного сечения насыпи и физико-механических свойств грунтов, слагающих насыпь и основание. 2. Исследование влияния всевозможных факторов на прочность системы насыпь-основание. 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И АНАЛИЗ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ НАСЫПЬ-ОСНОВАНИЕ 2.1. Математико-механическая модель и исходные расчетные данные На рис. 2.1 показана расчетная модель характерной высокой насыпи автомобильной дороги (ab ось симметрии). До середины высоты насыпи заложение откосов составляет 1:2, выше 1:1,5. Размеры модели приняты на основании известного положения теории упругости о том, что граничные ус* ловия практически не влияют на распределение напряжений, если границы области удалены от рассматриваемой части области не менее чем на 6 ее наибольших размеров. Так как высота насыпи принята равной h, то высота расчетной модели составляет 7h, а соответствующий горизонтальный размер 4,75h*6 = 28,5h. Исследуемая область разбита на 17718 треугольных элементов, соединенных в 9044 узлах. Разбивка проведена таким образом, чтобы элементы имели наименьшие размеры в исследуемой части области (рис. 2.2). Граничные условия заданы следующим образом: 1) вдоль вертикальных границ расчетной схемы отсутствуют перемещения в горизонтальном направлении; 2) вдоль нижней горизонтальной границы отсутствуют вертикальные перемещения; 3) на перемещения других точек ограничения не наложены. Исходные данные для решения рассматриваемых задач включают в себя свойства элементов (плотность, модуль упругости, коэффициент Пуассона, сцепление и угол внутреннего трения пород), поверхностные нагрузки и граничные условия. Расчетные физико-механические характеристики пород насыпи и грунтового основания при различных значениях их относительной влажности и условий эксплуатации автомобильных дорог приняты согласно «Отраслевым дорожным нормам» [ 71 ] (см. раздел 4). |