ما يسمى بمنشور الانهيار المحتمل. سلامة أعمال البناء والتركيب الأساسية

الارتفاع هو العناصر الرئيسية للتعدين المفتوح أو الحفرة أو الخنادق دون تأمين المنحدرات نوالعرض لالحافة وشكلها وانحدارها وزاوية سكونها α (أرز. 9.3). يحدث انهيار الحافة في أغلب الأحيان على طول الخط شمس، تقع بزاوية θ على الأفقي. مقدار اي بي سييسمى منشور الانهيار. موشور ينهاريتم الحفاظ عليه في حالة توازن بواسطة قوى الاحتكاك المطبقة في مستوى القص.

غالبًا ما يكون انتهاك استقرار الكتل الأرضية مصحوبًا بتدمير كبير للجسور والطرق والقنوات والمباني والهياكل الواقعة على الكتل المنزلقة. نتيجة لانتهاك القوة (استقرار المنحدر الطبيعي أو المنحدر الاصطناعي)، يتم تشكيل العناصر المميزة انهيار أرضي(أرز. 9.4).

استقرار المنحدرتم تحليلها باستخدام نظرية التوازن الحدي أو عن طريق معالجة منشور الانهيار أو الانزلاق على طول سطح منزلق محتمل كجسم صلب.

أرز. 9.3.مخطط انحدار التربة: 1 - المنحدر؛ 2 - خط منزلق. 3 - الخط المقابل لزاوية الاحتكاك الداخلي؛ 4 - المخطط التفصيلي المحتمل للمنحدر أثناء الانهيار؛ 5- منشور انهيار كتلة التربة

أرز. 9.4.عناصر الانهيارات الارضية
1 - سطح منزلق. 2 - جسم أرضي. 3 - جدار المماطلة. 4 - موضع المنحدر قبل نزوح الانهيار الأرضي. 5- أساس المنحدر

استقرار المنحدريعتمد بشكل أساسي على ارتفاعه ونوع التربة. لتأسيس بعض المفاهيم، فكر في مشكلتين أساسيتين:

• استقرار المنحدر من التربة فضفاضة بشكل مثالي.
• استقرار المنحدر لكتلة التربة متماسكة تماما.

استقرار المنحدر من التربة فضفاضة بشكل مثالي

دعونا نفكر في الحالة الأولى في استقرار الجزيئات ذات التدفق الحر المثالي تربةتكوين المنحدر. للقيام بذلك، دعونا ننشئ معادلة توازن لجسيم صلب م، والتي تقع على سطح المنحدر ( أرز. 9.5، أ). دعونا نزيد وزن هذا الجسيم فإلى عنصرين: عادي نإلى سطح المنحدر أ.بوالظل تلها. وفي نفس الوقت القوة تيميل إلى تحريك الجسيمات مإلى سفح المنحدر، ولكن سيتم إعاقة ذلك بواسطة قوة معاكسة تي"، وهو ما يتناسب مع الضغط الطبيعي.

استقرار المنحدر لكتلة التربة متماسكة تماما

دعونا نفكر استقرار المنحدرجحيمارتفاع ن كللتربة المتماسكة ( أرز. 9.5,6). سيحدث انتهاك للتوازن عند أقصى ارتفاع معين على طول سطح منزلق مسطح VD، يميل بزاوية θ إلى الأفق، حيث أن أصغر مساحة من هذا السطح بين النقاط فيو دسيكون لديه طائرة VD. ستعمل قوى التصاق محددة في جميع أنحاء هذا المستوى مع.

يمكن تحديد العرض في الجزء العلوي من منشور فشل المنحدر باستخدام الشكل. 14.11، تم تجميعه، مثل الرسوم البيانية السابقة، بناءً على قرارات V. V. Sokolovsky وجداول معهد Fundamentproekt.

مورجوليس إم إل، إيفانوفا إل آي. جداول ورسوم بيانية لتحديد معالم المنحدرات وتحديد الضغوطات في جسم كتلة التربة

سوكولوفسكي ف. احصائيات المتوسطة الحبيبية

أرز. 14.10. لتحديد أقصى زاوية ميل مسموح بها لمنحدر مسطح

الجدول 14.2. إحداثيات المنحدر الحدي

ذ"	القيم – س"في φ"، درجة					–X، م	V، م
	10	15	12
5,0	5,0	3,5	5,0	5,0 – 3,5 5	2 = 4,4	7,35	7,5
7,5	11,5	7,5	11,5	11,5 – 7,5 5	2 = 9,9	14,85	11,25
10,0	19,0	12,5	19,0	19,0 – 12,5 5	2 = 16,4	24,6	15,0
12,5	27,0	18,0	27,0	27,0 – 18,0 5	2 = 23,4	35,1	18,75
15,0	37,5	24,0	37,5	37,5 – 24,0 5	2 = 32,1	48,15	22,5
17,5	48,5	30,5	58,0	58,0 – 37,5 5	2 = 41,3	61,95	26,25
20,0	58,0	37,5	58,0	58,0 – 37,5 5	2 = 49,8	74,7	30,0
24,2	75	50,0	75,0	75,0 – 50,0 5	2 = 65,0	97,5	36,3

أرز. 14.11. لتحديد الكمية في" 0

وفقا للشكل. 14.11 اعتمادًا على قيم φ" و ح" 0 – ح 0، حيث

ح" 0 = ح 0 γ أنا / ج",

يتم تحديد الكمية بدون أبعاد في"0، يتوافق مع عرض منشور الانهيار في العمق ح"0" والذي يستخدم لحساب عرض منشور الانهيار ب 0 على سطح الأرض

ب 0 = (ب" 0 – ح" 0 ctgθ 0)c"/γ I .

أرز. 14.12. على سبيل المثال 2

1 - محيط المنحدر المصمم؛ 2 - كفاف المنحدر الأقصى

يتم استخدام عرض منشور الانهيار عند تقريب الكفاف المنحني للمنحدر الهامشي مع كفاف مكسور: يجب أن يؤخذ عرض الحواجز والمنصات على الأقل من عرض منشور الانهيار للحافة.

مثال 14.2.مطلوب تصميم منحدر سد بارتفاع 40 متراً في التربة الطينية ذات الخصائص φ" = 12°، ج" = 30 كيلو باسكال، γ I = 20 كيلو نيوتن/م 3، بافتراض ارتفاع المقعد 10 أمتار.

حل. عند تصميم منحدرات الجسور العالية مع تقسيمها إلى حواف، يوصى ببدء الحساب من خلال بناء محيط المنحدر النهائي (والذي يكون الأكثر اقتصادا في حالة وجود جسر)، ثم تقريبه بمنحدر الحافة .

وفقا للشكل. 14.9 لـ φ" = 12° نجد ح" 0 = 2.45. ثم أقصى ارتفاع للمنحدر الرأسي عند ج"/γ I = 30/20 = 1.5 م حسب الصيغة (14.2) سيكون: ح 0 = 2.45 · 1.5 = 3.7 م.

لبناء كفاف المنحدر على عمق يتجاوز 3.7 م، قمنا بتعيين القيم في"على منحنيات φ" = 10° و φ" = 15° (انظر الشكل 14 8)، نجد القيم المقابلة في" معاني X" وحساب القيم المتوسطة عن طريق الاستيفاء X" وثم - Xو ذلـ φ" = 12° إلى عمق 40 مترًا، أي إلى القيمة في" = (40 – 3,7)/1,5 = 24,2.

نلخص الحسابات في الجدول. 14.2. يظهر الشكل كفاف المنحدر الأقصى المنشأ من نتائج الحساب. 14.12.

ثم وفقا للشكل. 14.10 الساعة ج"/(γ أنا ح 0) = 30/(20 10) = 0.15 نحدد أقصى انحدار للحافة العلوية: θ 0 = 61° عند φ" = 10°، θ 0 = 70° عند φ" = 15° وبالاستيفاء نجد θ 0 = 61° + (70 – 61)2/5 = 64.6° عند φ" = 12°.

إن انحدار منحدر الحافة أكبر من المسموح به وفقًا للجدول. 14.1 (63 درجة)، لذلك نقبل ميل الحافة العلوية بـ 1:0.5. يجب أن تكون الحواف الأساسية، مع الأخذ في الاعتبار الارتفاع الكبير للمنحدر، أكثر رقة، مع تحديد الكفاف المحدد، كما هو مبين في الشكل. 14.12.

لتحديد حجم الساتر الترابي لحافة بارتفاع 10 أمتار، راجع أولاً الشكل 1. 14.11 الساعة ح" 0 – ح"0 = 10/1.5 – 2.45 = 4.22 نجد: ب"0 = 3.7 عند φ" = 10°، ب"0 = 2.5 عند φ" = 15° ومن خلال الاستيفاء نحسب: ب"0 = 3.7 - (3.7 - 2.5)2/5 = 3.22 عند φ" = 12°. ثم باستخدام الصيغة (14.7)، نحدد الحد الأدنى لعرض منشور الانهيار:

ب 0 = (3.22 - 2.45 قيراط 63 درجة) 1.5 = 2.95 م.

مع الأخذ في الاعتبار الارتفاع الكبير للمنحدر، فإننا نقبل في 0 = 4 م نضع سواتر كل 10 م على طول ارتفاع المنحدر، 2 م على جانبي محيط المنحدر الأقصى، ونبني منحدرًا مسطحًا متدرجًا، يربط نقطة نهاية الساتر السابق ونقطة البداية. من التالي. وضع حواف المنحدرات المخصصة: الرابع 1:3.375، قبول 1:3.5؛ الثالثة 1:2.9، تقبل 1:3.0؛ الثانية 1:1.73، تقبل 1:1.75؛ يتم أخذ موضع الحافة العلوية بنسبة 1:0.5. في الشكل. يوضح الشكل 14.12 الخطوط العريضة للكفاف الحدي وشكل المنحدر المتدرج الناتج.

إذا كان انحدار كتلة التربة أكبر من الحد الأقصى، فسوف يحدث انهيار التربة. يمكنك الحفاظ على توازن المصفوفة باستخدام جدار استنادي. تستخدم الجدران الاستنادية على نطاق واسع في مختلف مجالات البناء. في الشكل. يوضح الشكل 5.9 بعض تطبيقات الجدران الاستنادية.

أ) ب) ج)

يسمى ضغط التربة الذي ينتقل بواسطة منشور الانهيار إلى سطح الجدار الضغط النشط E أ. في هذه الحالة، يتحرك الجدار الاستنادي بعيدًا عن الردم. إذا تحرك الجدار الاستنادي نحو الأرض، فسوف تنتفخ تربة الردم إلى الأعلى. سوف يتغلب الجدار على وزن تربة المنشور المنتفخ، الأمر الذي سيتطلب قوة أكبر بكثير. هذا يتطابق الضغط السلبي (المقاومة) للتربة E r.

بما أن التوازن الحدي يحدث داخل منشور الانهيار، فإن مشكلة تحديد ضغط التربة على الجدار الاستنادي يتم حلها بطرق نظرية التوازن الحدي مع الافتراضات التالية: السطح المنزلق مسطح، ومنشور الانهيار يتوافق مع الحد الأقصى لضغط التربة على الجدار الاستنادي. هذه الافتراضات كافية فقط لتحديد الضغط النشط.

5.5.1. طريقة تحليلية لتحديد ضغط التربة

على جدار استنادي

دعونا نفكر في شرط التوازن الحدي للجائزة الأولية-

نحن، قطعنا من منشور انهيار بالقرب من الحافة الخلفية للجدار الاستنادي بسطح تربة أفقي وحافة خلفية رأسية للجدار الاستنادي، مع مع= 0 (الشكل 5.10). عندما يكون الاحتكاك بالجدار يساوي الصفر، فإن المناطق الأفقية والرأسية لهذا المنشور سوف تخضع لضغوط رئيسية و.

من حالة التوازن الحدي في العمق ض

,(5.17)

هنا – ضغط التربة الأفقي الذي يتناسب حجمه بشكل مباشر مع العمق ض، أي. سيتم توزيع ضغط التربة على الجدار حسب قانون المثلث بإحداثيات = 0 على سطح التربة وفي أسفل الجدار. على عمق يساوي ارتفاع الجدار ن، ضغط . ثم حسب الشرط (5.17) الضغط الجانبي في العمق ن

, (5.18)

والضغط النشط يتميز بمساحة الرسم البياني ويساوي

. (5.19)

يتم تطبيق الناتج من هذا الضغط على ارتفاع من أسفل الجدار.

مع مراعاة تماسك التربة. بالنسبة للتربة المتماسكة ذات الاحتكاك الداخلي والتماسك، يمكن تمثيل حالة التوازن الحدي على النحو التالي:

وبمقارنة (5.19) مع (5.20) نلاحظ أن التعبير (5.19) يصف ضغط التربة الرخوة دون مراعاة الالتصاق، و(5.20) يوضح مقدار انخفاض شدة الضغط بسبب التصاق التربة. ثم يمكن تمثيل هذا التعبير ك

, (5.21)

أين , . (5.22)

وبالتالي، فإن تماسك التربة يقلل من ضغط التربة الجانبي على الجدار بمقدار مقدار على الارتفاع بأكمله. دعونا نتذكر أن التربة المتماسكة قادرة على دعم منحدر رأسي بارتفاع تحدده الصيغة

, (5.23)

لذلك، إلى عمق السطح الحر للردم، لن تمارس التربة المتماسكة ضغطًا على الحائط. يتم تعريف الضغط النشط الكلي للتربة المتماسكة على أنه مساحة مخطط مثلثي ذو جوانب و (الشكل 5.11).

. (5.24)

يتم تحديد المقاومة السلبية للتربة المتماسكة بالمثل، مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أنه في الصيغتين (5.20) و (5.22) ستتغير علامة الطرح الموجودة بين قوسي وسيطة الظل إلى علامة زائد.

5.5.2. ضغط التربة على خطوط الأنابيب تحت الأرض

يتم تحديد ضغط التربة على خط الأنابيب بناءً على النظرية العامة لحالة الإجهاد المحددة. الضغط الرأسي في كتلة التربة محدود بسطح أفقي في العمق ض(الشكل 5.12، أ) مع الثقل النوعي للتربة يتم تحديده بواسطة الصيغة

ضغط التربة الجانبي على نفس العمق

حيث أن معامل ضغط التربة الجانبي في الظروف الطبيعية يساوي .

إذا كان محيطها عبارة عن خط أنابيب، فسيتم استبدال التربة تمامًا بخط الأنابيب نفسه (الشكل 5.12، ب) فمن الطبيعي أن يتعرض خط الأنابيب هذا للضغط الذي يتحدد بالتبعيات (5.26) و (5.27).

ينتقل الضغط على خط الأنابيب من الأعلى ومن الجوانب ويسبب رد فعل متساويًا ومعاكسًا للقاعدة: يتم استقباله على شكل ضغط متوسط ​​​​موزع بشكل موحد - شدة رأسية صوالشدة الأفقية س، وتستمر العلاقة ص> س. ومن الضروري التمييز بين ثلاثة بشكل أساسي طرق مختلفةمد خطوط الأنابيب: في الخندق (الشكل 5.13، أ)، باستخدام اختراق مغلق (ثقب) (الشكل 1). 5.13, ب) وتحت السد (الشكل 5.13، V).

على نفس العمق نضغط خط الأنابيب صسوف تكون مختلفة: لوضع الخندق ص< ; в насыпи ص> وفي حالة حدوث ثقب، إذا نقليلة نسبيا ص= ، عند قيم كبيرة ن– ص< .

عند وضع خطوط الأنابيب في الخنادق، تكون التربة الموجودة على جانب الخندق قد تم ضغطها بالفعل تحت تأثير وزنها، في حين أن التربة التي يتم سكبها في الخندق بعد وضع خط الأنابيب تكون في حالة فضفاضة. ولذلك فإن ضغط تربة الردم هذه وتسويتها يتم معاكسته بواسطة قوى الاحتكاك على طول جوانب الخندق، ويبدو أن تربة الردم معلقة على جدران الخندق، بل وأكثر من ذلك كلما زاد عمق الخندق.

دعونا نخلق ظروف التوازن لطبقة أولية معزولة على العمق ض(الشكل 5.13، أ). سيتأثر هذا العنصر بالوزن الذاتي لطبقة تربة الردم في الأعلى والأسفل، وعند جدران الخندق مقاومة التربة للقص لكل وحدة مساحة (أين مع- التصاق التربة؛ - زاوية الاحتكاك بجدار الخندق). دعونا نقبل كذلك أن معامل ضغط التربة الجانبي ثابت، أي.

.

نقوم بإسقاط القوى على المحور الرأسي ض، نحصل على

بعد جلب مصطلحات مماثلة والتكامل في ظل الشروط الحدودية ( ض = 0; = 0) نحصل على ضغط التربة الكلي في العمق ض، القيمة القصوى لها (عن طريق إدخال عامل التحميل الزائد ن≈ 1.2) يمكن تمثيلها كـ

, (5.28)

أين هو معامل ضغط التربة على خط الأنابيب في الخندق.

لا يمكن أن تكون قيمة الأنابيب الموضوعة في الخنادق أكبر من واحد (≥ 1). للحصول على تحديد تقريبي، يمكنك استخدام منحنيات الرسم البياني للأستاذ ج.ك. كلاين، والتي تعطي مع بعض الهامش (بافتراض القابض مع = 0).

أين ح ق– ارتفاع التصميمانهيار القبو ب- عرض قوس الانهيار؛ و"– معامل القوة (وفقًا لـ M.M. Protodyakonov) المقبول للتربة السائبة 0.5 ؛ الرمال الرطبة والمشبعة بالماء - 0.6؛ التربة الطينية – 0.8.

أسئلة أمنية

1. ما هي المشكلات الهندسية التي تتناولها نظرية الحد من توازن بيئة التربة؟

2. ما المجموعتان اللتان تنقسم إليهما الحالات الحدية؟

3. أكتب شروط التوازن الحدي للرمل.

4. أكتب شرط التوازن الحدي للتربة المتماسكة .

المعبر عنها من حيث الضغوط الرئيسية.

5.ما هو الحمل الذي يعتبر بالغ الأهمية؟ وتحت أي ظروف يتم تحديده؟

6. ما هي المقاومة التصميمية للتربة الأساس؟

7. ما هو الحد الأقصى للحمل على الأساس؟

8. ما هي الحلول التي تعرفها لتحديد الحمل الأقصى على الأساس؟

9. ما هي العوامل التي يعتمد عليها استقرار المنحدر؟

10. ما هي الأسباب الرئيسية التي يمكن أن تسبب فقدان ثبات المنحدر؟

12. ما هي أقصى زاوية ميل للمنحدر السائب؟

13. لأي غرض يتم استخدامه؟ الجدران الاستنادية?

14.ما يسمى ضغط التربة النشط على الحائط؟

15.ما يسمى ضغط التربة السلبي على الحائط؟

16. كيف يؤثر الالتصاق النوعي في التربة على حجم الضغوط الإيجابية والسلبية على الحائط؟

القسم 6. قضايا خاصة في ميكانيكا التربة

إسفين منزلق) - جزء غير مستقر من كتلة الحافة من جانب منحدرها، محاطًا بين زوايا العمل والمنحدر المستقر للحافة.

يتم استخدام مفهوم منشور الانهيار في حسابات المنحدرات المقاومة للانهيار ومنع الانهيارات الأرضية.

انظر أيضا

اكتب مراجعة عن مقالة "انهيار المنشور"

ملحوظات

الأدب

• أ. ز. أبوخانوف، "ميكانيكا التربة"
• شوبين م.أ. العمل التحضيريأثناء بناء الطبقة التحتية للسكك الحديدية. - م: النقل، 1974.

روابط

• // القاموس الموسوعي لبروكهاوس وإيفرون: في 86 مجلدًا (82 مجلدًا و4 مجلدات إضافية). - سانت بطرسبرغ. ، 1890-1907.

مقتطف يميز منشور الانهيار

بعد أن دخل الفرسان القرية وذهب روستوف إلى الأميرة، كان هناك ارتباك وخلاف في الحشد. بدأ بعض الرجال يقولون إن هؤلاء الوافدين الجدد كانوا روس وكيف لن ينزعجوا من حقيقة أنهم لم يسمحوا للسيدة الشابة بالخروج. وكان للطائرة بدون طيار نفس الرأي. ولكن بمجرد أن أعرب عن ذلك، هاجم كارب ورجال آخرون الزعيم السابق.
- من كم سنة وأنت تأكل الدنيا؟ - صاح كارب عليه. - الأمر نفسه بالنسبة لك! احفر الجرة الصغيرة، خذها، هل تريد تدمير بيوتنا أم لا؟
- قيل أنه يجب أن يكون هناك نظام، ولا ينبغي لأحد أن يخرج من المنازل، حتى لا يخرج أي بارود أزرق - هذا كل ما في الأمر! - صاح آخر.
"كان هناك خط لابنك، وربما ندمت على جوعك،" تحدث الرجل العجوز الصغير فجأة بسرعة، مهاجمًا درون، "ولقد حلقت فانكا". أوه، ونحن في طريقنا للموت!
- إذن سنموت!
قال درون: "أنا لست رافضًا للعالم".
- إنه ليس رافضًا، لقد كبرت بطنه!..
كان لرجلين طويلين كلمتهما. بمجرد أن اقترب روستوف برفقة إيلين ولافروشكا وألباتيتش من الحشد، تقدم كارب، واضعًا أصابعه خلف وشاحه، مبتسمًا قليلاً. على العكس من ذلك، دخلت الطائرة بدون طيار الصفوف الخلفية، واقترب الحشد من بعضهم البعض.
- يا! من هو رئيسك هنا؟ - صاح روستوف، يقترب بسرعة من الحشد.
- الزعيم إذن؟ ماذا تحتاج؟.. – سأل كارب. ولكن قبل أن يتمكن من الانتهاء من الحديث، طارت قبعته وانكسر رأسه إلى الجانب من ضربة قوية.
- ارفعوا القبعات أيها الخونة! - صاح صوت روستوف الكامل. -أين الزعيم؟ - صاح بصوت محموم.

فيسبوك

تغريد

فكونتاكتي

زملاء الدراسة

جوجل+