Hist-of-rus.ru

Строй журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Рекомендации по расчету устойчивости скальных откосов

Расчет устойчивости оползневого откоса

Рекомендации

Документ:Рекомендации
Название:Рекомендации по количественной оценке устойчивости оползневых склонов
Начало действия:1984-01-01
Дата последнего изменения:2005-04-19
Вид документа:Рекомендации
Область применения:В настоящих Рекомендациях изложены способы количественной оценки и прогноза (прогнозной оценки) устойчивости оползневых склонов применительно к рассмотрению возможности образования подвижек оползней. Под оценкой устойчивости при этом понимается определение возможности появления и степени распространенности активных (двигающихся) оползней при инженерно-геологических условиях и действующих нагрузках, наблюдающихся в натурной обстановке при выполнении изысканий (исследований) на оползневых склонах. Прогноз устойчивости представляет собой либо предсказание возможности появления (или степени распространения) активных оползней на рассматриваемых склонах при последующих ожидаемых изменениях природных условий и воздействий (в результате намечаемого хозяйственного освоения территории и влияния природных процессов) либо предсказание степени распространенности оползней на территориях, для которых известна характеристика инженерно-геологических условий, но оползневая съемка ранее не выполнялась.
Разработчики документа:ПНИИИС Госстроя СССР(44),

PO0000067’> 2.22 . Если порог ползучести при свободном сдвиге для оползающих пород равен нулю (т.е. t o пол. i = 0), то величина коэффициента устойчивости выражается формулой

где li длина подошвы для элементарного отсека в пределах оползающего поверхностного слоя, м; a i — угол наклона подошвы того же отсека, град; g i , hi — средние величины соответственно объемного веса пород МН/м 3 , и глубины подошвы оползневого слоя, м, для элементарного отсека; j i угол внутреннего трения для пород оползающего слоя, град.

Для однородного оползающего слоя с подошвой, параллельной поверхности уступа, формула (12) принимает вид

где j величина угла внутреннего трения оползающих пород, град; a — крутизна уступа, равная углу наклона подошвы оползающего слоя, град.

PO0000070’> 2.23 . Оценка устойчивости откосов временных строительных выемок (котлованов, траншей), заглубляемых в тело вязкопластического оползня в период сезонной стабилизации его подвижек, следует выполнять методом прислоненного откоса (см. п. 2.16 ) с оценкой возможности образования срезающего и срезающе-консеквентного оползня (для срезающе-консеквентного оползня с проверкой возможности смещения по подошве перемятых оползневых накоплений). При этом имеется в виду, что строительная выемка будет засыпана до начала очередного сезонного периода активизации вязкопластических оползней.

Оценка возможности образования оползней гидродинамического выноса

PO0000071’> 2.24 . Оползни гидродинамического выноса (суффозионные и гидродинамического выпора) возникают в результате выноса отдельных частиц грунта или целого обводненного массива пород под воздействием фильтрационного давления. Такие оползни могут возникать:

при проходке искусственных выемок (котлованов, траншей и др.) над горизонтами напорных подземных вод;

при прорыве глинистого экрана, прикрывающего выход водоносного горизонта на дневную поверхность, в результате проходки искусственных выемок или оползания, вызванного действием природных факторов. Экран может быть представлен оползневыми, делювиально-оползневыми и делювиальными глинистыми отложениями.

PO0000072’> 2.25 . Суффозионные оползни образуются после прорыва подземных вод через кровлю водоносного горизонта или глинистый экран (см. п. 2.24 ), когда в водоносном слое гидравлические градиенты превышают критическое значение. Критическая величина гидравлического градиента, при которой происходит вынос частиц породы фильтрационными силами, составляет I кр = 0,9 — 1 * .

* См.: Маслов Н.Н. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними). — М.: Стройиздат, 1977.

Развитие суффозионного выноса, сопровождающееся формированием суффозионного оползня, продолжается вверх по потоку подземных вод до момента, когда при постепенном уположении кривой депрессии величины гидравлического градиента не окажутся менее I кр .

PO0000073’> 2.26 . На оползневых склонах при отсутствии искусственных подрезок рельефа суффозионные оползни возникают в результате разрушения глинистого экрана оползнями сдвига. Для указанных условий оценка возможности суффозионных оползней сводится к определению возможности образования в водоносном слое гидравлических градиентов величиной I ³ I кр после оползания экрана. Расчет устойчивости экрана при этом следует проводить методом «прислоненного откоса» (см. п. 2.16 ) в двух вариантах:

с учетом силового воздействия подземных вод, фильтрующихся через экран;

без учета фильтрационных сил, но с рассмотрением влияния гидростатического давления (см. п. 2.13) на экран со стороны водоносного горизонта.

Расчетный коэффициент устойчивости принимается соответствующим наименьшему из значений коэффициента устойчивости для названных вариантов.

PO0000074’> 2.27 . Для оценки возможности образования оползня гидродинамического выпора следует проводить расчеты устойчивости применительно к оценке устойчивости глинистого экрана (см. п. 2.26 ), а также к возможности возникновения срезающего оползня сдвига с поверхностью скольжения, проходящей в водоносном горизонте. Расчет устойчивости для условий срезающего оползня сдвига выполняется с учетом фильтрационных сил.

Оценка возможности образования оползней внезапного разжижения

PO0000075’> 2.28 . Возможность образования оползней внезапного разжижения определяется в случаях, когда породы, слагающие рассматриваемый уступ (откос), подвержены внезапному разрушению структурных связей и разжижению в обводненном состоянии.

Следует учитывать, что оползни внезапного разжижения являются редкими. На территории СССР они отмечались только в единичных случаях в лессовых породах Средней Азии и в глинах хвалынского яруса (район Волгограда).

PO0000076’> 2.29 . На оползневых склонах породы, способные к внезапному разжижению, обычно перекрыты покровным чехлом оползневых и делювиально-оползневых накоплений, не обладающих таким свойством. Развитие оползней внезапного разжижения на крутых уступах (откосах) в данных условиях происходит после того, как подверженные разжижению породы окажутся обнаженными по поверхности склона в результате оползания покровного чехла. Возможность возникновения таких оползней следует оценивать расчетом устойчивости покровного чехла и всего массива пород, слагающего уступ, применительно к оползням сдвига.

Указанный расчет рекомендуется осуществлять: для покровного чехла — методом «прислоненного откоса» (см. п. 2.16), для всего массива уступа — методом алгебраического сложения сил с предполагаемой круговой линией оползневого скольжения (см. пп. Все страницы Постраничный просмотр:
<< 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 >>

Расчет устойчивости склона, откосов, оврагов

Расчет устойчивости склона, откосов, оврагов

Хорошо когда земельный участок, на котором планируется строительство, находится в благоприятном для этих целей месте. То есть рельеф ровный, без каких-либо отклонений, которые могут создать дополнительные проблемы в процессе разработки проекта и самого строительства. Однако не все территории идеальны. Часто нужное место находится на крутом откосе либо в глубине оврага. И в таких случаях инженерам нужно приложить максимум усилий и показать все свое мастерство, чтоб строение получилось надежным и безопасным. Для таких проблемных мест первое, что нужно сделать – провести оценку устойчивости склона или оврага, а именно расчет устойчивости склона.

Следует отметить, что очень важно уметь различать откос от склона. Откосом являются искусственные насыпи, которые были созданы для возведения дамб, плотин и т.д. Склоном же называется откос, который образовался природным путем. Откосы, овраги, склоны могут терять свою устойчивость. Это может зависеть от различных факторов, среди них:

  • подрезка склона, который находится в состоянии близко предельному;
  • возведение различных зданий и сооружений на склоне, а также складирование различных материалов, под тяжестью которых откосы и склоны существенно теряют свою устойчивость;
  • влажность грунта. Когда грунт становится влажным, его удельный вес изменяется и это вызывает потерю устойчивости склона;
  • воздействие различных динамических воздействий. К примеру, движение транспорта.

Процедура определения устойчивости склонов проводится с применением расчетного метода. В результате сложных инженерных расчетов определяется коэффициент устойчивости. Для этого считается отношение двух сил – той, которая держит грунт и той, которая двигает этот грунт.

Зная показатель устойчивости склона, можно определяться с методами укрепления территории, которые бы удерживали массу земляной насыпи. Также такая предусмотрительность обеспечит экономию средств в дальнейшем, предотвратив разрушения здания.

Работы, исследующие устойчивость склонов, оврагов, состоят из нескольких этапов. В первую очередь определяется давление оползневых масс на опорные стены. Далее рассчитывается коэффициент устойчивости, а также выполняется работа по прогнозированию развития ситуации на участке в случае чрезвычайной ситуации природного характера. На основе полученных показателей выносится ряд советов по тому, как нужно проводить строительство, чтоб избежать негативных последствий.

Не лишней, а совсем наоборот, на ряду с геодезической станет проведение геологической работы по изучению свойств грунта и грунтовых вод. Зная грунтовый и водный состав можно правильно регулировать и контролировать гидрогеологический режим. Нужно правильно разработать дренажную систему, чтоб максимально отвести грунтовые воды от конструкции.

В зависимости от полученных результатов оценочных работ и прочих исследований территории, выбирается способ строительства, а также метод повышения устойчивости. Например, уступчивый профиль, который должен создаваться с горизонтальными площадками, равными высоте откоса. Эта процедура является эффективной, однако затратной – размеры земляных работ увеличиваются в несколько раз.

Читать еще:  Угол рассвета у верхнего откоса

Расчет устойчивости откосов дает основания для принятия инженерных решений. Если откос не слишком большой и крутой, можно выполнить подошвенную пригрузку или устроить стену-подпорку, которая будет максимально удерживать откос. Особо проблемные участки укрепляются свайным способом. Укрепить неровную поверхность склона или оврага можно при помощи камня или бетонных плит.

Наша компания проведет весь комплекс работ по измерению устойчивости склонов и оврагов, рассчитает все необходимые показатели и составит список всех необходимых рекомендаций для того, чтоб процесс строительства прошел гладко, а дом простоял долгие годы и выдержал любые природные капризы.

Чтобы заказать расчет устойчивости склона, откоса либо оврага, звоните по телефону 097-891-01-18. Мы предоставим вам полную информацию, сориентируем по ценам и проведем в ближайшее время расчет устойчивости с максимальной точностью.

Определение понятий.
Расчет устойчивости оползневого (обвального) склона (откоса)

Оползень — отделившаяся масса рыхлых пород, медленно и постепенно или скачками оползающая по наклонной плоскости отрыва, сохраняя при этом часто свою связанность, монолитность и не опрокидывая при этом свой грунт. Причиной образования оползней является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающимися силами. Оно вызывается: Поверхность скольжения — это поверхность, по которой… Читать ещё >

  • расчет устойчивости оползневого (обвального) склона (откоса)
  • Выдержка
  • Похожие работы
  • Помощь в написании

Определение понятий. Расчет устойчивости оползневого (обвального) склона (откоса) ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Оползень — отделившаяся масса рыхлых пород, медленно и постепенно или скачками оползающая по наклонной плоскости отрыва, сохраняя при этом часто свою связанность, монолитность и не опрокидывая при этом свой грунт.

Поверхность скольжения — это поверхность, по которой происходит или происходило смещение массы горных пород во время оползня.

Коэффициент устойчивости — показатель, характеризующий влияние структурных связей на сжимаемость грунта.

Причины возникновения оползней:

Оползание происходит в рыхлых слабосцементированных породах вследствие того, что крутой и высокий склон по мере подрезания его рекой, водохранилищем, морем теряет свою устойчивость, и значительные горные массы крупными блоками начинают смещаться вниз по склону. Оползневое движение всегда связано с наличием грунтовых вод. Их обилие — необходимое условие оползания. Для возникновения оползней наиболее благоприятны такие геологические условия, когда в основании оползневого склона залегают водоупорные пласты, а выше лежат водоносные породы.

Причиной образования оползней является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающимися силами. Оно вызывается:

  • 1) Увеличение крутизны склона или откоса при подрезке, подработке, подмыве, увеличении их крутизны;
  • 2) Ухудшением физико-механических свойств горных пород при выветривании, набухании, высыхании;
  • 3) Действием гидростатических и гидродинамических сил;
  • 4) Изменение напряженного состояния горных пород при формировании склона;
  • 5) Внешними воздействиями: загрузка склонов, откосов, динамика воздуха, сейсмические колебания;

Условия возникновения оползней:

  • 1) Климатические условия районов;
  • 2) Геологическое строение склонов и откосов;
  • 3) Рельеф местности;
  • 4) Сейсмичность районов в регионах;
  • 5) Гидрологические условия оползней;
  • 6) Тектонические движения;
  • 7) Инженерная деятельность;
  • 8) Особенности физико-механических свойств горных пород.

Полевые методы испытания грунта

  • Статическое зондирование
  • Динамическое зондирование
  • Испытания штампами
  • Прессиометрия
  • Вращательный срез
  • Опытно-фильтрационные испытания
  • Компрессионные испытания
  • Оборудование и спецтехника для полевых испытаний

Полевые испытания грунтов производятся на площадках, где планируют строить или проводить реконструкцию инженерных сооружений. Для проведения исследований применяют специальную технику и оборудование. Испытательные мероприятия выполняют аккредитованные строительные лаборатории. Тесты предназначены для решения разных задач.

В ходе полевых испытаний:

  • изучают массивы грунтов, разделение георазреза, оконтуривание водных линз, прослоев;
  • определяют прочность, деформационные и физические характеристики почвы;
  • выявляют пространственную изменчивость характеристик грунта;
  • оценивают возможность погружения и несущую способность свай;
  • ведут стационарные наблюдения за физико-механическими свойствами насыпных и намывных грунтов и их изменением во времени;
  • определяют динамическую устойчивость грунтовых слоев, насыщенных водой.

Полевые испытания включают большой комплекс мероприятий. Рассмотрим виды исследований более подробно.

Статическое зондирование

Данный метод широко применяется в России из-за частого использования свайных фундаментов в качестве основания для различных зданий. Исследование проводится по ГОСТ 19912-2012. В ходе статического зондирования получают большой комплекс данных: рассчитывают несущую способность свай, получают сведения о недренированной прочности грунтовых слоев (сопротивление сдвигу нестабилизированных оснований), вычисляют угол внутреннего трения, а также компрессионный модуль деформации, пороговое давление. Кроме того, сейчас глубина испытания увеличилась до 45 м, благодаря применению специального оборудования.

Методика позволяет отбирать образцы подземных вод и пород, исследовать грунты в условиях естественного залегания. С помощью проб, которые получают при статическом зондировании, решают ряд важных задач, например:

  • проводят разделение георазреза на слои, которые идентифицируют по глубине и площади;
  • классифицируют грунты по свойствам, составу, состоянию;
  • исследуют пространственную изменчивость характеристик, чтобы выбрать обоснованную расчетную модель фундамента;
  • определяют физико-механические свойства, используя специальные формулы и аналитический подход;
  • выполняют проектирование и расчет оснований, в т.ч. определяют расчетное сопротивление грунта, нагрузки на сваю, осадок сваи и пр.

Одновременно со статическим зондированием выполняются геофизические исследования, включающие электроразведку, сейсмическое профилирование и т.д.

Динамическое зондирование

Исследование выполняют по ГОСТ 19912-2012. Данный метод используют в грунтах, где естественным основанием является песчаный слой, а фундамент сделан, как плитный ростверк, т.е. верхняя часть фундамента распределяет нагрузку между несущими элементами здания. Для проведения исследования используют зонд, ударную установку и измерительное оборудование. Применяют специальные колесные или гусеничные установки с молотом весом до 63,5 кг. В ходе зондирования получают следующие данные о грунтовых слоях:

  • показатель недренированной прочности;
  • параметры динамического сопротивления;
  • недренированный модуль деформации.

Несмотря на то, что получаемых сведений немного, их хватает для проектирования зданий и сооружений со средней или малой нагрузкой на основание.

Испытания штампами

Данные исследования проводятся в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020, чтобы определить штамповый модуль деформации грунта, т.е. деформационные свойства грунта на каждом этапе нагрузки. В ходе тестов моделируют реальную вертикальную нагрузку сооружения на толщу с учетом масштабного эффекта. При исследовании прослеживают осадку, вычисляют величину предельного давления, вызывающего деформацию почвы. Таким образом, данный метод представляет собой натурное моделирование процесса уплотнения грунта, т.е. исследование, проводимое в условиях, соответствующих условиям эксплуатации.

Штамп выполнен в виде винтовой или плоской конструкции, может различаться по площади подошвы, видам установленного оборудования для нагружения и модификации измерительных приборов для определения осадки.

Прессиометрия

Прессиометрия (ГОСТ 20276.2-2020) – еще один метод полевых испытаний, который используют, чтобы оценить прочность и деформационные свойства скальных, а также щебенисто-глинистых и песчаных грунтов в стенках буровых скважин. В ходе исследования прикладывается давление к грунту, который вскрывается в стенках скважин, а затем измеряется степень деформации.

Испытания проводятся радиальными прессиометрами. По сути, оборудование определяет те же характеристики, что и штампы. Но принцип действия установки совершенно другой. Прибор опускают в скважину на металлическом тросе, он давит на стенки за счет расширения камеры. Т. е. давление осуществляется сбоку, а не сверху.

Вращательный срез

Испытания на сдвиг (вращательный срез) проводят по ГОСТ 20276.5-2020 для глинистых текучих и мягкопластичных грунтов, рыхлых песков, торфяных отложений, где отобрать образцы с ненарушенной структурой невозможно. Также метод применяют для грунтов, прочностные свойства которых, определенные лабораторными методиками, недостоверны. Исследование проводится лопастными приборами в оборудованной скважине в целях определения прочности. Специальный прибор – сдвигомер-крыльчатка – оценивает удельное сцепление и сопротивление сдвигу. Исследования проводят путем определения максимального крутящего момента, который возникает при вращении крыльчатки с 4-мя лопастями, погруженной в грунт.

Опытно-фильтрационные испытания

Опытно-фильтрационные исследования – это комплекс полевых методов испытаний (ГОСТ 23278-2014), которые определяют гидрогеологические, гидродинамические свойства грунтовых слоев. К таким методикам относятся:

  • наливы в шурфы и скважины;
  • кустовая и экспресс-откачка из скважин;
  • нагнетание воздуха или воды в скважины;
  • стационарный мониторинг за количеством подземных вод и их химическим составом;
  • полевые индикаторные методики.

Откачка вод из горных выработок выполняется, чтобы решить различные задачи, связанные с орошением, осушением, водоснабжением. По информации, полученной в ходе исследования, определяют удельный и общий дебиты (производительность скважины), показатели снижения уровня, рассчитывают коэффициенты фильтрации, форму, темпы роста, размеры депрессионной воронки и другие параметры. На участках, где подземные воды залегают глубоко, или условия неблагоприятны для проведения откачки, используют наливы воды и нагнетания воздуха в шурфы. Нагнетания воздуха позволяют оценить фильтрационные свойства, удельное водопоглощение скальных и полускальных водоносных пород. Наливы воды помогают изучить водопроницаемость необводненных рыхлых и связных горных пород в условиях естественного залегания.

Читать еще:  Как установить откосы снаружи своими руками

Экспресс-методики применяют, чтобы провести ориентировочную сравнительную оценку фильтрационных характеристик водоносных пород на первых стадиях гидрогеологических исследований.

Компрессионные испытания

Компрессионные методы применяют в целях изучения механических свойств, деформационных показателей грунта. На образец воздействуют высоким давлением. Исследование проводится по ГОСТ 12248.4— 2020. В ходе испытания грунт сжимают таким образом, чтобы он не расширялся по бокам.

Основные параметры, которые определяют в ходе компрессионного воздействия, это:

  • плотность грунтовых образцов;
  • плотность мелких частиц;
  • естественную влажность грунта.

На основе полученных данных рассчитывают начальный показатель пористости почвы. Определение сжимаемости – также один из этапов компрессионных исследований. Данный параметр используется как расчетный модуль деформации, который позволяет определить усадку сооружения, изучить почву, понять, может ли она использоваться, как основание под строительство здания. После выполнения теста образцы классифицируют по категориям на незначительно сжимаемые, сильно сжимаемые и средней степени сжатия. Расчет показателей сжатия требуется для определения риска осадки сооружения, оценки свойств грунта.

Также в ходе компрессионных испытаний определяют прочность. Для этого выявляют условия, при которых возникают трещины отрыва и сдвига, которые происходят на участках движения слоев грунтовых пород.

Оборудование и спецтехника для полевых испытаний

В ходе проведения полевых испытаний грунтовых слоев применяют разные виды оборудования. Это:

  • Электронный динамический плотномер, с помощью которого выявляют прочность и показатели деформации грунта, оснований дорог, исследуют грунтовые основания в целях их улучшения. Прибор используется при штамповом испытании, динамическом нагружении. С его помощью получают следующие показатели: динамический модуль деформации, несущая способность основания, коэффициент уплотнения.
  • Дилатометр Маркетти. Прибор представляет собой лопатку, выполненную из нержавеющей стали с мембраной, установленной с одной стороны. Лопатку внедряют в почву посредством буровых установок или пенетрометров. Измерения проводятся в грунтовых слоях, на месте, где выполняются работы. Внедрение прибора прерывается каждые 20 см, мембрана наполняется воздухом, и измеряются показатели давления. Оборудование подходит для испытаний разных типов грунтов: песчаных, глинистых, илистых, твердых. С помощью дилатометра можно прогнозировать оседание, определять тип грунта, недренированную прочность и другие характеристики.
  • Геотехническая зондировочно-буровая установка. Используется для статического зондирования, лопастной прессиометрии, среза, бурения скважин, динамического зондирования. Бурение осуществляется за счет подвижного вращательного прибора.
  • Аппаратура для статического зондирования немерзлых глинистых и песчаных грунтов. Это дополнительное оборудование к буровым установкам, которое оказывает усилие на забой не меньше 30 кН.
  • Прессиометр. Используется для испытаний грунтовых пород в скважинах посредством воздействия бокового давления в целях определения деформационных и прочностных свойств.
  • Винтовые штампы. Это установка с пневматической нагрузочной системой, которая определяет модуль деформации в глинистых, экологических, песчаных, органо-минеральных грунтах.

Также во время полевых испытаний применяют различные измерительные приборы, комплекты регистрации результатов и пр. По окончании проверок составляется протокол.

Полевые испытания – это широко распространенные методики. Данный комплекс исследований позволяет проводить проверки непосредственно на объекте и получать первичные результаты о свойствах и состоянии грунта. Но чтобы результаты были точными и достоверными, проводить полевые испытания должна аккредитованная строительная лаборатория, в которой есть все необходимое для решения самых сложных задач.

Расчет на сейсмостойкость — как проводится, особенности и методы

Что такое расчет на сейсмику и в каких случаях он применяется? Какие методы сегодня используют и в чем их плюсы и минусы? Что является основанием для решения о выдаче сертификата сейсмостойкости? Об этом и многом другом рассказывают эксперты компании “ЛенТехСертификация”.

Цель сейсмического расчета

Главной целью расчета оборудования на сейсмостойкость является подтверждение того, что объект действительно соответствует требованиям нормативно-технической документации при заданном уровне интенсивности землетрясения (используется шкала MSK-64).

Причины и особенности проведения

В основном расчет необходимо проводить по следующим причинам:

  • Продукция уже используется на объекте и ее невозможно демонтировать.
  • У объекта слишком большие габариты и/или сложная конструкция, поэтому его невозможно поместить на виброплатформу.
  • Речь идет о тепломеханической продукции, а для нее расчет сейсмики предусмотрен нормативными требованиями.
  • Требования к данному объекту допускают заменить испытания расчетом.
  • Необходима оценка объекта, аналогичного тому, что уже проходил проверку, но содержащему изменения, влияющие на динамические характеристики.
  • Оценивается уже проверенный объект на соответствие новым требованиям
  • Оценивается объект, не имеющий резонансных частот в диапазоне от 1 до 30 Гц.

При этом саму процедуру получения сертификата сейсмостойкости можно разделить на несколько основных этапов:

  1. Для начала строится подробная математическая модель, отражающая все особенности сертифицируемого объекта.
  2. Следующим этапом идет расчет вибрационных полей во всех важных узловых точках при заданных параметрах землетрясения. В результате становится возможным определить максимальные перегрузки комплектующих.
  3. Завершающим этапом идет анализ расчетных и допустимых значений перегрузок. По результатам расчетов оформляется заключение о сейсмостойкости исследуемого оборудования и если выясняется, что оборудование не может обеспечить заявленного уровня, предлагаются рекомендации по изменению его конструкции. Именно на основании расчета и заключения выдается сертификат.

Получить бесплатную консультацию

Методы расчета на сеймостойкость

Статический метод

Методика была разработана японским ученым Омори еще в 1900 году. Этой теорией не учитывается деформации сооружения, его колебания сводятся лишь к переносному движению всех точек сооружения вместе с основанием. В соответствии с этим методом сооружение и его основание рассматриваются как абсолютно жесткие. В соответствии с принципом Даламбера можно считать, что к каждой массе mi сооружения приложена инерционная нагрузка (сейсмическая сила) si:

где А — максимальное ускорение основания, выражаемое в долях силы тяжести g.

Сейсмические силы прикладывают как статические в центре тяжести каждой массы mi и на их действие производят расчет конструкции. Значение статической теории для развития теории сейсмостойкости состояло в том, что в ее рамках впервые удалось получить количественную, хотя и приближенную, оценку сейсмических сил, т.е. свести проектирование сейсмостойких сооружений к обычной инженерной задаче.

Важно понимать! Статическая теория справедлива лишь для весьма жестких сооружений, деформации которых, по сравнению со смещением основания, довольно малы.

Существенный недостаток метода в том, что при нем невозможен учет в рамках динамических свойств конструкции. Это довольно серьезный минус, т.к. может привести к существенным ошибкам в расчетах сооружений, которые идут не в запас прочности.

Спектральный (линейно спектральный) метод

Линейно спектральный метод расчета конструкций на сейсмические воздействия является в настоящее время основным, как в России, так и за рубежом. Он является, в своем роде, компромиссом между статическим и динамическим методами.

Как и статический спектральный метод расчета предполагает определение сейсмических инерционных нагрузок (сил) si, приложенных в центре тяжести массы mi, а затем конструкция рассчитывается на действие сил si, приложенных к конструкции статически. Динамические свойства конструкции учитываются при определении нагрузок si. Для этого движение системы раскладывается по формам колебаний, т. е. представляется как сумма некоторых движений (форм колебаний).

Здесь yi(t) — смещение массы тi, зависящее от времени t;

xij — коэффициент разложения движения по формам колебаний; (i-я компонента j-о собственного вектора системы);

оj(t) — функция, определяющая изменение во времени перемещения по j-й форме колебаний;

yij(t) — смещение массы mi по j-й форме колебаний;

п — число степеней свободы системы.

Если рассмотреть движение всей системы по одной форме колебаний, то все точки будут смещаться синхронно и форма колебаний не меняется во времени.

Прямой динамический метод расчета сейсмостойкости

Метод численного интегрирования уравнений движения, применяемый для анализа вынужденных колебаний конструкций при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений.

Необходимые исходные данные для проведения расчета на сейсмостойкость

Для расчета вам необходимо будет предоставить следующие данные:

  • Полный комплект чертежей корпусов;
  • ТУ, руководство по эксплуатации, технический паспорт;
  • Массогабаритные характеристики устанавливаемого оборудования;
  • Интенсивность ПЗ и МРЗ;
  • Уровень установки.

Получить бесплатную консультацию

Мы приглашаем обращаться за расчетом и получением сертификата сейсмостойкости к нам, в компанию “ЛенТехСертификация”. Звоните или заполняйте форму обратной связи — мы примем документы на оценку и сориентируем вас по цене, срокам и особенностям прохождения процедуры расчета на сейсмостойкость.

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Сейсмическими (от греч seismos — землетрясение) называются динамические воздействия, связанные с движениями основания сооружения во время землетрясений.

Читать еще:  Наличник пластиковый для откосов универсальный

По причинам возникновения землетрясения условно подразделяют на: тектонические (наиболее сильные, возникающие вследствие сбросов, сдвигов земной коры и т. п.); вулканические; возбужденные (возникающие при наполнении глубоких водохранилищ).

Интенсивность землетрясений. На поверхности Земли ее оценивают в баллах по специальным шкалам.

В СССР приняты 12-балльная шкала Института физики Земли и аналогичная ей шкала MSK = 64. Баллам соответствуют: качественные оценки колебаний почвы — степень повреждений зданий и сооружений, ощущения людей и другие природные явления и количественные — ускорения, скорости и смещения. Так, интенсивности 1 землетрясения 7 баллов соответствуют ускорения 50. 100 см/с2, скорости 4,1. 8 см/с, смещения 2,1. 4 мм; 8 баллам— соответственно 100..200 см/с2; 8,1. 16 см/с, 4,1 . 8 мм; 9 — баллам — соот- ветствено 200. 400 см/с2, 16,1. 31 см/с и 8,1. 16 мм. При увеличении на 1 балл все характеристики возрастают в 2 раза.

Интенсивность очага землетрясения (гипоцентра), располагающегося на глубинах 50. 700 км, оценивается энергией Е, излучаемой в окружающую среду. В качестве условного показателя сейсмической энергии очага используют и магнитуду М. Магнитудой называется десятичный логарифм отношения амплитуды А данного землетрясения (смещение грунта) к амплитуде А стандартного землетрясения, записанной на таком же расстоянии от эпицентра (ближайший к очагу участок поверхности Земли) :

В качестве стандартного землетрясения берут самое слабое, амплитуду которого можно записать (1 . 2 балла); его магнитуду принимают равной нулю. Для крупнейших землетрясений 8,5. 8,6. По Ю. В. Ризниченко и И. Л. Нерсесову.

Сейсмическое районирование. Более 13 % территории СССР подвержены сильным землетрясениям, в частности Кавказ, Крым, Средняя Азия, Дальний Восток, Саяны, Чукотка, Сахалин и др. На основе обработки сейсмологической информации составлены карты сейсмического районирования [97], где приведена балльность района и повторяемость землетрясений. По ним устанавливают исходную балльность строительной площадки применительно к средним грунтовым условиям. В зависимости от свойств основания балльность уточняют по таблице 8.7. Уточнение сейсмичности в зависимости от свойств основания

Категория грунта по сейсмическим свойствам Грунт основания Уточненная сейсмичность при сейсмичности района, баллы

Расчетные сейсмические воздействия на сооружения. Методы определения сейсмических воздействий подразделяются на: 1) методы, в которых ускорение задается акселерограммами, то есть графиками изменения ускорений колебаний грунта во времени; получение реальных акселерограмм сильных землетрясений для выбранных створов трудно осуществимо, поэтому используют типичные акселерограммы, относящиеся к аналогичным сейсмотектоническим характеристикам; 2) методы, в которых ускорение задается нормативными документами; при этом используется линейно-спектральная теория, регламентированная СНиП II-7—81.

Особенности линейно-спектральной теории: 1) действительная сейсмическая инерционная нагрузка заменяется условной нагрузкой, определяемой для каждой формы колебаний с учетом спектральных свойств сооружения и далее рассматриваемой как статическая; 2) определяются частоты и формы собственных колебаний сооружения и соответствующие им инерционные нагрузки; 3) оценивается прочность и устойчивость при действии нагрузок основного сочетания и сейсмических; 4) при определении инерционных нагрузок и статических расчетов используется общая расчетная линейно-упругая модель.

Инерционная нагрузка, действующая на тело,

При использовании в практических расчетах гидротехнических сооружений в эту формулу вводят обоснованные теоретическими и экспериментальными исследованиями коэффициенты, учитывающие влияние ряда важных факторов.

В качестве приближенной расчетной схемы для многих гидротехнических сооружений рассматривают упругую вертикальную консоль переменного сечения, масса которой сосредоточена в точках (рис. 3.19, а).

Сложное движение при сейсме консоли и ее элементов описывается математически суммой колебаний по 1-му, 2-му. i-му, п-му тону, соответственно

Сейсмическую нагрузку на k-й элемент, соответствующую i-му тону колебаний, определяют по формуле:

Для сооружений I класса силу 5, определяемую по формуле (3.43), увеличивают на 20 %.

Учет влияния водной среды. При землетрясении возникает гидродинамическое давление воды водохранилища на сооружение, которое зависит от длины водохранилища, его планового очертания и поперечных сечений, от параметров колебания сооружения, частоты затухания колебаний которого изменяются при наличии воды в верхнем бьефе. В расчетах учитывают некоторую присоединенную массу воды:

Порядок определения сейсмических воздействий и усилий. Плотину разбивают по высоте на элементы весом Qi, Q2. Qa. Q, в центре тяжести которых приложены сейсмические силы 5. Далее определяют периоды собственных колебаний сооружения и по рисунку 3.19. На основе экспериментов или данных [9, 93] определяют и по формуле (3.44); а затем по формуле (3.43) сейсмические нагрузки Sift. При наполненном водохранилище учитывают вес присоединенной массы (при этом учитывают изменение периодов собственных колебаний и соответствующие коэффициенты динамичности. При расчетах прочности по нагрузке S, определяют в расчетных сечениях значения нормальных и поперечных сил и моментов и Mi [см. формулу (3.45)]. При расчетах устойчивости определяют суммарную сейсмическую нагрузку.

Особенности расчета бетонных плотин. Расчетную схему принимают в виде консольного стержня (см. рис. 3.19, а). Период собственных колебаний гравитационных плотин приближенно равен:

Формы колебаний приведены на рисунке 3.19, а; подробнее в [9]. Важен и учет податливости основания; при податливых основаниях увеличиваются периоды собственных колебаний, изменяются формы колебаний и уменьшаются инерционные нагрузки. Определяющее условие прочности — ограничение зоны растяжения по контакту с основанием.

В расчетах контрфорсных плотин определяют периоды и формы собственных колебаний вдоль и поперек потока. Весьма сложными являются расчеты арочных плотин [9].

Особенности расчета грунтовых плотин. Приближенная расчетная схема грунтовой плотины, имеющей большие поперечные размеры по сравнению с бетонной, — треугольный сдвиговой клин; параметры колебаний его существенно зависят от деформаций сдвига.

К отдельным отсекам в центре тяжести прикладывают сейсмические нагрузки, равные произведению безраз-_ мерного ускорения ap.h на вес отсека. Значение ap.h на контакте с основанием принимают равным. В расчетах учитывают также податливость нескального основания и свойства водонасыщенного грунта [93].

Пути повышения сейсмостойкости плотин. Учет свойств оснований. Сооружения желательно размещать вдали от тектонического разлома, на скальном массиве. Слой илов, мягкопластичные глины и т. п. в основании удаляют, уплотняют или закрепляют. Для водонасыщенных несвязных грунтов проверяют возможность разжижения при сейсме и предусматривают их укрепление или уплотнение.

Конструктивные мероприятия. По И. Нотариусу их можно подразделить на: 1) уменьшающие сейсмические воздействия или их вторичный эффект; 2) направленные на достижение локального эффекта без изменения динамических характеристик сооружения; 3) повышающие сейсмостойкость изменением динамических характеристик сооружения.

Бетонные плотины. Отсутствуют сведения об их разрушении от землетрясений; очень редки сейсмические повреждения с частичным опорожнением водохранилища. Конструктивные предложения: по пункту 1—устройство пневматической завесы (предложение ВНИИГ), автоматически вводимой в действие при землетрясении (через перфорированные трубы на напорную грань подается сжатый воздух); по пунктам 2 и 3 — правильный выбор формы сооружения, расположения швов, компоновки узлов примыкания к берегу и грунтовым плотинам; применение предварительно напряженных и облегченных конструкций плотин, устройство низкомодульных прослоек в основании и др.; возведение там, где это оправданно, гибких сооружений надувного типа, а также сооружений из легких бетонов, введение амортизирующих элементов в тело плотин, облегчение пригребневой зоны; использование пространственности работы плотин при совместной работе секций в узких ущельях.

Грунтовые плотины. Конструктивные предложения по пункту 1: устройство пневмозавес, специальной дренажной системы верхового откоса, включаемой первыми толчками при этом из-за фильтрационного потока появляется прижимная сила повышающая устойчивость откоса; устройство водонепроницаемого (часто асфальтобетонного) экрана, особенно для плотин малой и средней высоты, существенно снижающего сейсмическую нагрузку на откос (заложение снижается до 1,5. 1,8 при 1=9 баллов и препятствующего разжижению грунта; несколько меньшей сейсмостойкостью обладают плотины с асфальтобетонными диафрагмами; по пунктам 2 и 3 — уменьшение порового и гидродинамического давления устройством дренирующих слоев в верховой призме; уплотнение грунта тяжелыми виброкатками, взрывами до плотности, исключающей сейсмическое его разжижение; уполо- жение откосов; крепление откосов каменной наброской или железобетонными плитами, пригрузка камнем; использование сейсмоизоляции (сейсмозащиты) — устройство в теле плотины (особенно эффективно в широком створе) одного или нескольких горизонтальных слоев грунта с динамической жесткостью в 1.5. 2 раза меньше, чем тела плотины; в узких створах сейсмоизоляции эффективна на подошве, сейсмические нагрузки снижаются в 1,5. 2 раза; динамические характеристики улучшаются и при криволинейной в плане форме плотины; применение армированного грунта в плотинах, подпорных стенках, особенно в сооружениях с высотой Я до 30 м и более (экономия стоимости 10. 60 %); на гребне плотин —использование сетчатого рулонного армирующего материала (нейлоноваясетка); применение гибких сопряжений противофильтра- ционных элементов с основанием.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector