ОДМ 218.2.006-2010 Рекомендации по расчету устойчивости оползнеопасных склонов (откосов) и определению оползневых давлений на инженерные сооружения автомобильных дорог

4.1.1. Анализ устойчивости оползневого склона с привлечением расчетных методов выполняется как составной элемент комплексной инженерно-геологической оценки и прогноза устойчивости оползневого склона в естественных условиях и с учетом намечаемого его использования.

4.1.2. При недостаточной инженерно-геологической обоснованности расчетных схем и без исчерпывающего предоставления о достоверности использованных в расчете величин расчетных параметров прочностных и деформационных свойств грунтов выполнять расчеты устойчивости оползневого склона не следует.

4.1.3. Оценка устойчивости склона (откоса), а также защищаемых объектов на склоне или в его среде должна включать:

- сбор исходных данных;

- выбор расчетных створов;

- составление расчетной схемы;

- определение (уточнение) расчетных параметров грунтов;

- выбор метода расчета в соответствии с зафиксированным (предполагаемым) механизмом оползня, природными и техногенными условиями;

- выполнение и анализ результатов расчетов устойчивости;

- определение и построение эпюр оползневого давления;

- рекомендации по мероприятиям инженерной защиты.

4.2.1. Объем, содержание и сроки инженерных изысканий зависят от стадии проектирования, сложности природных условий, категории дороги.

4.2.2. Инженерные изыскания выполняются с соблюдением требований СНиП 11-02-96 "Инженерные изыскания для строительства. Основные положения"; СП 11-105-97 "Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов".

4.2.3. Основные виды инженерных изысканий включают: инженерно-геодезические, инженерно-геологические, инженерно-гидрометеорологические.

4.2.4. Инженерно-геодезические изыскания должны содержать:

- топографические планы;

- продольные и поперечные профили проектируемых и существующих трасс автомобильных дорог; направление поперечников должно совпадать с направлением наибольшего падения уклона рельефа местности.

Рекомендуемые параметры инженерно-геодезических работ приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные значения параметров по видам изыскательских работ

4.2.5. Инженерно-геологические изыскания должны содержать:

- анализ архивных материалов с целью рассмотрения вариантов прокладки трассы (обход существующих оползневых зон, возможность строительства тоннелей, галерей, эстакад), а также учета опыта эксплуатации автомобильных дорог в аналогичных инженерно-геологических условиях;

- оценку геоморфологических условий территории с отображением отличительных особенностей оползней, форм микрорельефа, морфоэлементов внеоползневой зоны рельефа на морфологических картах; данные о наличии и типе растительности, положении стволов деревьев ("пьяный лес") и других признаков наличия оползней;

- определение геологического строения территории с выделением инженерно-геологических элементов;

- оценку гидрогеологических условий - строительство автомобильных дорог ведется с созданием искусственных насыпей и срезок, следствием чего является нарушение естественного режима стока поверхностных и подземных вод; в связи с этим необходимо выявлять источники замачивания (природные и техногенные) грунтов склона и основания земляного полотна, места выхода струйных течений, наличие водоносных горизонтов (включая "верховодку"), источники и режимы их питания, прогнозируемый уровень грунтовых вод (УГВ); для склонов - модуль стока для расчетов эрозионной площади; при наличии в подножии откоса водотока - скорость боковой и глубинной эрозии (фактическую и прогнозную); агрессивность к бетонам;

- определение физико-механических свойств грунтов (в соответствии с ГОСТ 12248-96, ГОСТ 20522-96): удельного веса (кН/м ), сцепления (кПа ), угла внутреннего трения (град.), а также предела прочности на одноосное сжатие и растяжения (МПа ) (для полускальных и скальных пород); так как большая протяженность дорог предполагает прокладку по территориям с самыми различными инженерно-геологическими условиями необходимо производить статистическую обработку данных с определением показателей, характеризующих изменчивость свойств грунтов (среднеарифметическое, наибольшее и наименьшее значения, среднее квадратическое отклонение, коэффициент вариации, асимметрию, эксцесс); прогнозирование изменения прочностных показателей по мере выветривания полускальных пород; выявление чувствительности грунтов к динамическим нагрузкам; определение диапазона колебаний влажности и плотности для набухающих грунтов;

- выявление неблагоприятных инженерно-геологических процессов: области распространения, размеров, мощности, активности, причин, факторов и повода их развития; определение сейсмичности участка;

- оценку состояния (эффективности работы) существующих сооружений, включая защитные;

- оценку оползневой опасности и оползневого риска на основе качественного, полуколичественного и количественного подходов, в зависимости от стадийности проектирования и объема исходных данных;

- районирование (картирование) территории по степени проявления опасных склоновых процессов; классификация участков по очередности проведения мероприятий инженерной защиты;

- разработку рекомендаций по инженерной защите трассы.

Рекомендуемые параметры для оценки инженерно-геологических условий принимать по таблице 1.

4.2.6. Инженерно-гидрометеорологические должны содержать анализ климатических условий территории, включая таблицу с распределением средних месячных осадков и испарения за годы 5%, 50% и 95% обеспеченности.

4.3.1. Объем расчетов устойчивости и оползневых давлений должны определяться с учетом стадии разработки проекта инженерной защиты территорий:

- "Обоснование инвестиций". Расчетные створы следует располагать выборочно на наиболее типичных по природным условиям участках, преимущественно в местах возможного возникновения крупных оползней.

- "Проектная документация". В пределах защищаемой территории рекомендуется выполнять типизацию склонов по инженерно-геологическим условиям развития оползней. Расчетные створы следует предусматривать минимум по одному для каждого типа склонов и не менее одного на каждом из участков защищаемых (существующих и проектируемых) сооружений.

- "Рабочая документация". Расчетные створы, как правило, следует предусматривать в пределах всех существующих и прогнозируемых оползней, а также на участках защищаемых (существующих и проектируемых) сооружений.

4.3.2. Состав расчетов устойчивости должен включать анализ фактического состояния склонов на защищаемой территории, а также прогнозного его состояния с учетом всех реально возможных неблагоприятных факторов и изменений инженерно-геологической обстановки:

- изменение рельефа в процессе освоения (реорганизации) склона;

- изменение гидрогеологических условий (поверхностного и подземного стока);

- изменение прочностных и деформационных характеристик горных пород;

- изменение и появление дополнительных внешних нагрузок и воздействий;

- активизацию и развитие опасных инженерно-геологических процессов (эрозии и оползней);

- развитие зон выветривания горных пород;

- активизацию сейсмических воздействий и др.

4.3.3. Прогноз устойчивости склонов в условиях изменения инженерно-геологической обстановки должен учитывать влияние намечаемой проектом инженерно-хозяйственной деятельности в период эксплуатации склона, а также результаты продолжающегося воздействия природных экзогенных геодинамических процессов (эрозионных, абразионных, оползневых, выветривания и др.) на рассматриваемый склон.

4.3.4. Прогноз устойчивости склонов выполняется на весь срок эксплуатации сооружений, имеющихся и проектируемых на склоне, а также на период временного изменения инженерно-геологических условий, внешних воздействий и нагрузок в течение строительных и земляных работ по осуществлению проекта хозяйственного освоения склона.

4.3.5. Объем расчетов оползневых давлений должен обеспечивать анализ давлений на проектируемые удерживающие сооружения с учетом всех вариантов их конструкции, а также всех сочетаний наиболее неблагоприятных условий их работы.

4.4.1. В настоящем методическом документе приведены классификация и описание наиболее распространенных в геотехнической области методов расчета устойчивости склонов (откосов) и оползневых давлений.

4.4.2. Вместе с тем, документ не исключает использование иных методик расчета при соответствующем и достаточном теоретическом и практическом обосновании. С целью использования методик, не приведенных в настоящем методическом документе, следует обратиться к соответствующим геотехническим научным источникам.

4.4.3. Наиболее распространенные в инженерной практике методы расчета устойчивости и оползневых давлений делятся на три основных группы:

- методы предельного (пластического) равновесия (см. п.5.2);

- методы конечных элементов (см. п.5.3);

- комбинированные методы (см. п.5.4).

5.1.1. Степень устойчивости склона (откоса) оценивается величиной коэффициента устойчивости (запаса устойчивости, безопасности).

Склон, откос или его морфологический элемент считается устойчивым, если его коэффициент устойчивости выше единицы (1). Величина коэффициента устойчивости склона (откоса), приблизительно равная единице (1), соответствует состоянию предельного равновесия, наблюдающемуся в моменты начала и завершения оползневого смещения.

5.1.2. С учетом теоретических допусков применяемых методов расчета и практических погрешностей получения исходных данных посредством инженерно-геодезических, инженерно-геологических и геофизических изысканий расчетные величины коэффициентов устойчивости и задаваемых коэффициентов запаса устойчивости откосов и склонов должны отвечать условию:

,                                                               (1)

где - расчетный коэффициент устойчивости (запаса устойчивости);

- нормативный (минимально требуемый) коэффициент устойчивости (запаса устойчивости).

5.1.3. Оценка устойчивости откосов и склонов заключается, как правило, в решении плоской задачи: рассматриваются условия равновесия массива горных пород шириной 1 м (с вертикальными, боковыми гранями), условно "вырезанного" из массива склона по направлению ожидаемого оползневого смещения (силы, действующие по боковым граням, при этом не учитываются).

5.1.4. Расчеты устойчивости в трехмерной постановке следует осуществлять, как правило, в сложных инженерно-геологических условиях при высокой степени их изученности, достоверном определении положения поверхности скольжения для инженерных* защиты наиболее ответственных объектов.

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

5.2.1. Методы оценки устойчивости откосов и склонов, основанные на теории предельного равновесия, рассматривают только напряженное состояние грунтового массива в предельном равновесии. Деформации грунтов склона при этом не учитываются.

5.2.2. Количественным показателем степени устойчивости откосов и склонов в методах предельного равновесия является коэффициент устойчивости (коэффициент запаса устойчивости), равный соотношению сумм всех удерживающих и сдвигающих сил (моментов):

,                                                              (2)

где - сумма удерживающих сил (моментов) в смещающемся массиве грунтов;

- сумма сдвигающих сил (моментов);

- коэффициент устойчивости склона.

5.2.3. Оценку устойчивости откосов и склонов методами предельного равновесия рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. 1) выбор расчетного створа(ов);

2. 2) составление расчетной схемы;

3. 3) генерализация расчетной схемы;

4. 4) определение внешних дополнительных нагрузок;

5. 5) выбор поверхности скольжения;

6. 6) составление отсековой модели оползня;

7. 7) вычисление коэффициента устойчивости по формулам предельного равновесия.

5.2.4. Выбор расчетного створа(ов) осуществляется в соответствии с рекомендациями п.7.2.

5.2.5. Рекомендации к составлению расчетной схемы изложены в п.7.3.

5.2.6. Для выполнения генерализации расчетной схемы необходимо упростить геометрию склона:

- объединить в одну группу грунты с одинаковыми или достаточно близкими (с инженерным допуском) физико-механическими характеристиками;

- удалить несущественные формы рельефа;

- удалить несущественные геологические элементы - пренебрежимо тонкие прослои и линзы грунта;

- криволинейные участки границ литологических разностей, поверхности земли и кривых депрессии на участках, достаточно близких к прямым, заменить прямыми отрезками.

5.2.7. Для выполнения расчетов устойчивости необходимо выполнить сбор внешних дополнительных нагрузок на склон (от зданий, сооружений и др. объектов). Для этого необходимо определить:

- величины и направление (вектора) внешних дополнительных нагрузок;

- для сосредоточенных нагрузок - точки приложения;

- для распределенных нагрузок - границы и характер распределения; произвольно распределенная нагрузка должна быть заменена серией линейно распределенных нагрузок.

5.2.8. Линия поверхности скольжения (или семейство таких линий) может быть принята по результатам инженерно-геологических изысканий. В случае если такая поверхность не зафиксирована, ее поиск осуществляется в соответствии с указаниями параграфа 7.9.

При выборе поверхности скольжения необходимо учитывать следующее:

- линия скольжения должна ограничивать единое (без сплошных разрывов) грунтовое тело;

- линия скольжения не должна иметь вертикальных или обратно-наклонных участков.

5.2.9. С целью составления расчетной модели оползня, оползневой (потенциально оползневой) массив грунта делится вертикальными сечениями на ряд отсеков. Вертикальные сечения проводятся в следующих местах:

- пересечения поверхности скольжения и границ литологических разностей;

- пересечения поверхности скольжения и пьезометрических линий;

- границ приложения каждой из внешних распределенных нагрузок;

- точек перегибов границ литологических разностей, пьезометрических линий, поверхности скольжения и поверхности земли.

При составлении отсековой модели необходимо учитывать следующее:

- поверхность земли в пределах отсековой модели не должна иметь обратно-наклонных ("нависающих") участков;

- массив грунтов в пределах отсековой модели не должен иметь внутренних пустот и разрывов сплошности.

Далее оценивается средняя ширина отсеков. Отсеки, ширина которых значительно отличается от средней величины, разбиваются дополнительными вертикальными сечениями. Ширина каждого из отсеков, как правило, не должна превышать половины его средней высоты.

5.2.10. В случае поверхности скольжения круглоцилиндрической или криволинейной формы, линия поверхности скольжения в подошве отсека заменяется отрезком прямой линии. Поэтому ширина отсеков выбирается так, чтобы образованная подошвами отсеков ломаная линия достаточно близко соответствовала исходной линии скольжения.

5.2.11. Для расчетов с учетом всех условий статического равновесия (включая равновесие моментов) необходимо выбрать точку вращения отсековой модели оползня. Точка выбирается на равном удалении от всех точек поверхности скольжения. Если поверхность скольжения нельзя аппроксимировать участком дуги, во внимание следует принять точки начала и конца поверхности скольжения, а также максимально удаленную от соединяющего их отрезка.

5.2.12. Определение коэффициента устойчивости рекомендуется выполнять с использованием формул метода общего предельного равновесия, поскольку он учитывает все условия статического равновесия (соотношение удерживающих и сдвигающих как сил, так и моментов). Основные допущения метода:

- прочность грунта на сдвиг подчиняется критерию Кулона-Мора;

- локальные коэффициенты устойчивости всех отсеков равны;

- оползневое смещение происходит по схеме сдвига с опрокидыванием относительно единого центра вращения;

- сила нормальной реакции по подошве отсека приложена к ее середине;

- результирующая силы тяжести отсека, горизонтальная и вертикальная составляющие результирующей силы сейсмической нагрузки приложены к центру тяжести отсека;

- соотношение нормальной и касательной межотсековых сил подчиняется функции , где - относительная координата грани отсека (см. п.5.2.21).

5.2.13. Основные формулы для расчета коэффициента устойчивости оползня методом общего предельного равновесия приведены ниже. Поясняющая схема приведена на рисунке 1.

5.2.14. В приведенных формулах и расчетной схеме приняты следующие правила знаков:

- положительное направление оси абсцисс принято горизонтально в сторону низового склона;

- положительное направление оси ординат принято вверх;

- угол наклона основания отсека считается положительным, если поверхность скольжения на этом участке наклонена в сторону низового склона;

- угол наклона вектора внешних нагрузок считается положительным, если отсчитывается от отрицательного направления оси ординат в сторону низового склона;

- момент сил считается положительным, если стремится сместить расчетную модель относительно точки вращения в сторону низового склона.

5.2.15. Вычисление коэффициента устойчивости по методу общего предельного равновесия рекомендуется выполнять в следующей последовательности (рисунки 2-3):

1. 1) вычисление геометрических параметров отсеков (п.5.2.16);

2. 2) определение постоянных усилий в отсеках (п.5.2.17);

3. 3) предварительный расчет коэффициентов устойчивости без учета межотсековых сил (п.5.2.18);

4. 4) расчет коэффициентов устойчивости с учетом нормальных межотсековых сил . Касательные межотсековые силы не учитываются (п.5.2.19);

5. 5) расчет коэффициентов устойчивости с учетом нормальных и касательных межотсековых сил (п.5.2.20).

5.2.16. Вычисление геометрических параметров отсеков расчетной модели оползня должно включать:

- длины подошвы и ширины (в горизонтальном проложении) отсеков;

- высоты отсеков с каждой стороны и их среднее значение;

- углы наклона подошвы отсеков к горизонту;

- координаты центров тяжести отсеков;

- средние высоты пьезометрических уровней в отсеках;

- величины плеч всех усилий (кроме межотсековых) относительно центра вращения отсековой модели (рисунок 1).

5.2.17. Напряжения по граням отсеков заменяются соответствующими результирующими силами. В каждом отсеке расчетной модели оползня должны быть вычислены постоянные усилия:

- результирующая сила от веса отсека;

- результирующая сила от внешних дополнительных нагрузок в пределах отсека;

- горизонтальная и вертикальная проекции результирующей от сейсмических воздействий в пределах отсека;

- величины поровых давлений по подошве отсека;

- прочностные характеристики грунтов по подошве отсека.

Примечания.

Указания по учету сейсмических воздействий в расчетах методами предельного равновесия см. пп.5.2.25-5.2.30. Указания по расчету поровых давлений см. п.5.2.24.

5.2.18. Предварительный расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил производится в следующей последовательности:

1. 1) в каждом отсеке производится расчет силы нормальной реакции по подошве отсека с использованием упрощенной формулы (6);

2. 2) выполняется расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и  моментов сил по формулам (3) и (4) соответственно.

5.2.19. Расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил с учетом только нормальных межотсековых сил производится в следующем порядке:

1. 1) в каждом отсеке вычисляются силы нормальной реакции по подошве с использованием формулы (5). Касательные межотсековые силы не учитываются;

2. 2) выполняется расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил по формулам (3) и (4) соответственно;

3. 3) сравниваются значения коэффициентов устойчивости в начале и конце расчета. Если разница превышает требуемый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (1).

Примечания.

1. 1. Вычисление усилий в отсеках для расчетов коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил производятся раздельно .

2. 2. Расчеты выполняются методом последовательных приближений (итераций).

3. 3. На первой итерации используется коэффициент устойчивости , найденный предварительным расчетом согласно п.5.2.18.

4. 4. На практике достаточно достигнуть разницы не более 0,0001.

5.2.20. Расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил с учетом нормальных и касательных межотсековых сил производится в следующем порядке:

1. 1) Принимается очередное значение .

2. 2) В каждом отсеке выполняется расчет межотсековых сил и , а также силы нормальной реакции по подошве в следующей последовательности:

   1. а) Расчет нормальных межотсековых сил по формуле (8).

   б) Определение касательных межотсековых сил по формуле (7).

   в) Вычисление силы нормальной реакции по подошве с использованием формулы (5) с учетом касательных межотсековых сил .

   г) Сравниваются значения силы нормальной реакции по подошве на предыдущем и последнем шаге вычислений. Если разница превышает требуемый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (а).

3. 3) Выполняется расчет коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил по формулам (3) и (4) соответственно.

4. 4) Сравниваются значения коэффициентов устойчивости на предыдущем и последнем шаге вычислений. Если разница превышает требуемый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (2).

5. 5) Сравниваются между собой значения коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил . Если разница превышает необходимый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (1).

Примечания.

1. 1. См. примечания 1-2 и 4 к п.5.2.19.

2. 2. На первой итерации используются значения коэффициентов устойчивости и сил нормальной реакции по подошве отсеков, найденные расчетом согласно п.5.2.19.

3. 3. На практике достаточно достигнуть разницы не более 0,1 и - не более 0,0001.

4. 4. Сходимость коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил обеспечивается за счет подбора соответствующего значения коэффициента .

5. 5. Значения коэффициента принимаются в долях от единицы. На практике интервал значений рекомендуется принять от 0 до 1,25.

6. 6. Указания по расчету значения функции межотсековых сил приведены в п.5.2.21.

5.2.21. Функция межотсековых сил представляет собой зависимость наклона результирующей межотсековой силы от положения расчетного сечения по длине оползня. В качестве аргумента функции используется относительная координата рассматриваемого сечения:

,                                                                 (9)

где - координата расчетного сечения, м;

- координата первого сечения (в голове оползня), м;

- координата последнего сечения (в языке оползня), м.

5.2.22. В качестве функции межотсековых сил может приниматься любая зависимость в функциональной или табличной форме. Наиболее распространенные зависимости:

- постоянная ;

- полусинусоида .

Постоянную функцию рекомендуется применять для протяженных оползней, функцию полусинусоиды - для оползней с поверхностью скольжения круглоцилиндрической (близкой к круглоцилиндрической) формы.

Учет влияния грунтовых вод методом "взвешивания"

5.2.23. Расчеты устойчивости методом общего предельного равновесия с учетом действия грунтовых вод следует производить способом "взвешивания", который заключается в следующем:

- прочностные характеристики обводненного грунта в уровне поверхности скольжения принимаются для состояния полного водонасыщения (, );

- расчет усилий, сдвигающих оползневой массив, производится без учета взвешивающего действия грунтовых вод;

- для необводненных грунтов принимается удельный вес при естественной влажности;

- для водовмещающих грунтов удельный вес в состоянии полного водонасыщения;

- определение усилий, удерживающих оползневой массив производится с учетом гидростатического взвешивающего действия грунтовых вод для обводненной части грунтов, пересекаемых поверхностью скольжения.

5.2.24. Гидростатическое взвешивание уменьшает вертикальные напряжения в скелете обводненной породы и численно равно величине порового давления. Поровое давление рассчитывается по формуле:

,                                                              (10)

где - удельный вес воды, кН/м;

- средняя высота пьезометрического уровня в отсеке, м.

Учет сейсмических воздействий

5.2.25. При определении коэффициента устойчивости сейсмические силы учитываются для сейсмически активных районов (с землетрясениями 6 баллов и более).

5.2.26. Расчеты устойчивости методом общего предельного равновесия с учетом сейсмических воздействий следует производить псевдостатическим способом.

5.2.27. Сейсмические воздействия рассматриваются псевдостатическим способом как дополнительные горизонтальные и вертикальные нагрузки в оползневом массиве. Величина сейсмической нагрузки для каждого отсека принимается равной произведению веса отсека (для обводненных пород без поправки на гидростатическое взвешивание) на коэффициент сейсмичности (см. таблицу 2) в зависимости от расчетной сейсмичности района проектирования.

Таблица 2 - Коэффициент динамической сейсмичности

ПРИМЕЧАНИЕ.

Для искусственных склонов (откосов, насыпей, дамб, выемок, бортов карьеров и др.) значения коэффициента сейсмичности увеличивают в 1,5 раза.

5.2.28. Величина расчетной сейсмичности площадки проектирования определяется по данным инженерно-геологических изысканий.

5.2.29. Для предварительных расчетов расчетная сейсмичность может определяться по карте-схеме, помещенной в главе СНиП по проектированию строительства в сейсмических районах.

В неблагоприятных геологических условиях при этом средняя сейсмическая балльность района проектирования должна повышаться на один балл, при благоприятных условиях - понижаться на один балл.

5.2.30. Неблагоприятными в сейсмическом отношении геологическими условиями следует считать:

- насыщенные водой гравийные, песчаные и лессовидные грунты;

- мягкопластичные и текучие глинистые грунты;

- участки местности с сильно расчлененным рельефом - обрывистые берега, овраги, ущелья;

- выветрелые и сильно нарушенные породы;

- участки с близким расположением линий тектонических разрывов.

Благоприятными в сейсмическом отношении следует считать невыветрелые скальные грунты, а также плотные и маловлажные крупнообломочные грунты.

ПРИМЕЧАНИЕ.

При глубине грунтовых вод менее 4 м для уступов (откосов), сложенных глинистыми породами и песками, геологические условия следует отнести к неблагоприятным.

5.3.1. Метод конечных элементов рассматривает напряженно-деформированное состояние грунтового массива с учетом упругого и упруго-пластического поведения грунтов и наличия строительных сооружений и конструкций в массиве горных пород.

5.3.2. Количественным показателем степени устойчивости откосов и склонов в методе конечных элементов является коэффициент безопасности (надежности):

,                                                       (11)

где , - исходные прочностные характеристики;

, - критические прочностные характеристики, соответствующие пластическому течению грунта в рассматриваемой области (см. п.1.3.).

5.3.3. Оценку устойчивости откосов и склонов методом конечных элементов рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. 1) выбор расчетного створа(ов), см. п.7.2;

2. 2) составление расчетной схемы, см. п.7.3;

3. 3) генерализация расчетной схемы, см. п.5.2.6;

4. 4) определение внешних дополнительных нагрузок, см. п.5.2.7;

5. 5) расчет давлений подземных вод;

6. 6) расчет начальных бытовых напряжений в грунте;

7. 7) вычисление коэффициента безопасности методом "снижения и ".

5.3.4. Расчет давлений подземных вод, как правило, производится на основании уровня грунтовых вод (или пьезометрического уровня подземных вод) с учетом гидростатического распределения давлений по глубине.

Для этого в каждой точке водонасыщенного и водопроницаемого грунта  в соответствии с п.5.2.24, формула (10) должна быть рассчитана величина начального порового давления.

5.3.5. Расчет начальных бытовых напряжений в грунте может производиться с помощью процедуры (см. п.5.3.6) или процедуры гравитационного нагружения (см. п.5.3.8). Процедуру , как правило, следует использовать только в задачах с горизонтальной поверхностью земли и параллельными ей слоями грунтов и уровней подземных вод. Во всех остальных случаях должна использоваться процедура гравитационного нагружения.

5.3.6. Процедура заключается в определении вертикальных и горизонтальных эффективных напряжений в грунтовом массиве, связанных коэффициентом бокового давления :

.                                                             (12)

Вертикальные эффективные напряжения определяются весом перекрывающих сверху грунтов:

,                                                    (12а)

где  - удельный вес отдельного слоя грунта, кН/м;

- мощность отдельного слоя грунта, м;

- начальное поровое давление в рассматриваемой точке, кПа.

5.3.7. Величина коэффициента бокового давления должна приниматься таким образом, чтобы в каждой точке модели не нарушалось условие прочности грунта Кулона-Мора. Для несвязного грунта значение должно быть ограничено соотношением:

.                                                    (13)

Для нормально уплотненных грунтов величина коэффициента бокового давления  определяется соотношением:

.                                                            (14)

В переуплотненных грунтах величина коэффициента бокового давления может достигать 2 и более.

5.3.8. Процедура гравитационного нагружения заключается в последовательном увеличении веса первоначально невесомого грунтового массива с использованием итеративной процедуры уравновешивания напряженного состояния конечно-элементной модели.

Соотношение вертикальных и горизонтальных составляющих эффективных напряжений при этом в значительной степени определяются принятыми величинами коэффициента Пуассона . Необходимо выбирать такие значения коэффициента Пуассона , которые не приведут к образованию значительных зон пластических деформаций. В частности, для несвязных грунтов должно выполняться условие:

 ,                                                            (15)

где - коэффициент Пуассона.

5.3.9. Определение величины коэффициента безопасности в рамках метода конечных элементов осуществляется из соотношения исходных и критических прочностных характеристик грунтов, получаемых в результате применения процедуры "снижения и ".

Процедура "снижения и " заключается в последовательном снижении исходных прочностных показателей грунта до критических величин, соответствующих моменту образования областей пластического течения и разрушения грунта.

Значения исходных прочностных характеристик грунтов соответствуют показателям, задаваемым перед началом процедуры "снижения и ".

5.4.1. Комбинированный метод оценки степени устойчивости склонов заключается в совместном использовании средств метода конечных элементов и теории предельного равновесия.

5.4.2. Количественным показателем степени устойчивости откосов и склонов в комбинированном методе является коэффициент устойчивости, равный соотношению суммы сдвиговой прочности грунта и сдвигающих усилий по поверхности скольжения:

,                                                                  (16)

где - суммарная сдвиговая прочность грунта по поверхности скольжения;

- сумма сдвигающих усилий по поверхности скольжения.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Расчет коэффициента устойчивости по формуле (16) производится алгебраическим суммированием значений усилий, получаемых по формулам (19) и (19а).

5.4.3. Оценку устойчивости откосов и склонов комбинированным методом рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. 1) выбор расчетного створа(ов), см. п.7.2;

2. 2) составление расчетной схемы, см. п.7.3;

3. 3) генерализация расчетной схемы, см. п.5.2.6;

4. 4) определение внешних дополнительных нагрузок, см. п.5.2.7;

5. 5) расчет напряженно-деформированного состояния грунтового массива методом конечных элементов (см. пп.5.3.3-5.3.8);

6. 6) выбор поверхности скольжения, см. п.5.2.8;

7. 7) составление отсековой модели оползня, см. пп.5.2.9-5.2.11;

8. 8) вычисление коэффициента устойчивости по формулам предельного равновесия для комбинированного метода, см. п.5.4.4.

5.4.4. Вычисление коэффициента устойчивости комбинированным методом рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. 1) Значения напряжений , и в каждой гауссовской точке (точке напряжений) проецируются в ближайшие узлы конечных элементов с последующим их усреднением.

2. 2) В каждом отсеке производится расчет сдвигающей и удерживающей сил по основанию отсека в следующей последовательности:

   1. а) поиск элемента, перекрывающего точку в середине основания отсека;

   2. б) расчет значений нормальных и касательных напряжений , и в середине основания отсека;

   3. в) расчет нормального и касательного напряжений по наклонной площадке в середине основания каждого отсека (см. п.5.4.5);

   4. г) определение сдвиговой прочности грунта в середине основания отсека (см. п.5.4.6);

   5. д) расчет сдвигающей и удерживающей сил по основанию отсека (см. п.5.4.7).

3. 3) Выполняется расчет коэффициента устойчивости с использованием формулы (16).

5.4.5. Расчет нормального и касательного напряжений в середине основания каждого отсека производится с использованием формул

;                                     (17)

     
,                                            (17а)

где - полное напряжение в направлении оси в середине основания отсека, кПа;

- полное напряжение в направлении оси в середине основания отсека, кПа;

- касательное напряжение в плоскости в центре основания отсека, кПа;

- угол между положительным направлением оси и направлением приложения нормального напряжения.

5.4.6. Расчет сдвиговой прочности грунта в середине основания отсека производится с использованием критерия прочности Кулона-Мора:

,                                                        (18)

где - нормальное напряжение в середине основания отсека, кПа;

- поровое давление в середине основания отсека, кПа.

5.4.7. Расчет сдвигающей и удерживающей сил в каждом отсеке производится с учетом длин его основания:

;                                                                  (19)

.                                                              (19а)

5.5.1. Метод пространственных колонок заключается в оценке объемной устойчивости склонов и откосов в рамках теории предельного равновесия. Основные формулы для определения объемного коэффициента устойчивости и поясняющая схема приведены ниже.

5.5.2. Коэффициент устойчивости из условия равновесия моментов определяется суммированием моментов всех сил относительно оси вращения:

.                             (20)*

5.5.3. Коэффициент * определяется проецированием всех сил на ось для всего оползня:

,                                       (21)

 где - плечо проекций сил на ось ;

- плечо проекций сил на ось ;

* - расстояние между центром масс колонки и осью вращения оползневого тела;

- угол между горизонталью в направлении перемещения и нормальной силой в основании колонки;

- угол между горизонталью в направлении, перпендикулярном перемещению, и нормальной силой в основании колонки;

* - угол между вертикалью и нормальной силой в основании колонки;

- коэффициент сейсмичности;

- вес колонки грунта;

- силы порового давления в основании колонки;

- эффективное сцепление грунта;

- эффективный угол внутреннего трения;

- площадь основания колонки.

_______________

* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

5.5.4. Сила , перпендикулярная основанию колонки, определяется проецированием всех сил на ось :

;                         (22)

     
,                                                 (22а)

где - межколонковые касательные усилия на левой (со стороны низа откоса) грани колонки;

- межколонковые касательные усилия на правой (со стороны верха откоса) грани колонки;

- межколонковые касательные усилия на левой боковой грани;

- межколонковые касательные усилия на правой боковой грани;

- угол между горизонтом и касательной силой в основании отсека, в направлении перемещения.

5.5.5. Межколонковые касательные силовые функции связаны с нормальными зависимостями, аналогичными функциям Моргенштерна-Прайса :

;                                                           (23)

     
.                                                        (23а)

5.5.6. Оценку устойчивости откосов и склонов методом пространственных колонок рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

4) задание дневной поверхности массива. Выполняется в одной из программ визуализации поверхностей, типа Surfer;

5) задание поверхности скольжения теми же способами по данным инженерно-геологических изысканий (рисунок 4);

5.5.7. Расчет пространственного коэффициента устойчивости выполняется в следующем порядке (см. рисунок 5):

11) расчет для каждой колонки начальных значений , не зависящих ни от каких сил, кроме :

;                                                (24)

12) расчет коэффициентов устойчивости и . Суммирование производится по всем колонкам массива, согласно формулам (20) и (21);

6.1.1. В рамках теорий предельного равновесия, оползневое давление на сооружение определяется разностью удерживающих и сдвигающих сил (моментов), действующих вдоль поверхности скольжения с учетом обеспечения необходимого коэффициента запаса . Величина оползневого давления при этом определяется разностью давления грунта со стороны верхового склона и отпора грунта ниже расчетного сечения по склону (рисунок 6):

.                                                                (33)

6.1.2. В случае если ниже сооружения не имеется грунтовой призмы, способной оказывать реактивное давление, или по оползневым условиям ожидается полное или частичное отслоение пород от низовой части сооружений, отпор грунта не учитывается:

.                                                             (33a)

Оползневое давление , так же, как и его составляющие и , в каждом расчетном сечении не должны иметь отрицательных значений:

.                                                        (34)

6.1.3. Точка приложения силы оползневого давления по глубине оползневого (оползнеопасного) массива определяется формой эпюры давления грунтов. В случае отсутствия специальных исследований обычно принимают гидростатическую (треугольную) форму эпюры распределения оползневого давления по глубине.

6.1.4. Оценка оползневых давлений методами предельного равновесия выполняется с использованием отсековой модели оползня. Указания по составлению расчетной отсековой модели приведены в параграфе 5.2 (пп.5.2.3-5.2.11).

6.1.5. Давление грунта со стороны верхового склона в сооружении компенсируется равной по величине реакцией и рассматривается как удерживающая сила (рисунок 6):

из условия равновесия сил

;                                                        (35)

из условия равновесия моментов сил

,                                                   (36)

где - коэффициент запаса для верхней части оползня;

- сумма удерживающих сил (моментов) в смещающемся массиве грунтов;

- сумма сдвигающих сил (моментов);

- номер отсека выше расчетного сечения по склону;

- общее количество отсеков расчетной схемы;

- плечо составляющей оползневого давления в расчетном сечении (см. рисунок 7).

6.1.6. Отпор грунта ниже расчетного сечения по склону в сооружении компенсируется равной по величине реакцией и рассматривается как сдвигающая сила (рисунок 6):

из условия равновесия сил

;                                                      (37)

из условия равновесия моментов сил

,                                                (38)

где - коэффициент запаса для нижележащей части оползня.

6.1.7. Расчет оползневых давлений рекомендуется выполнять с использованием формул метода общего предельного равновесия. Основные допущения метода см. п.5.2.12.

6.1.8. Основные формулы для расчета оползневых давлений методом общего предельного равновесия приведены ниже. Поясняющие схемы приведены на рисунках 1, 6...7.

Давление грунта со стороны верхового склона из условия равновесия сил :

;  (39)

давление грунта со стороны верхового склона из условия равновесия моментов :

               (40)

отпор грунта со стороны низового склона из условия равновесия сил :

;  (41)

отпор грунта со стороны низового склона из условия равновесия моментов :

                     (42)

Примечания.

1. 1. Расшифровку обозначений, входящих в формулы, см. в п.5.2.13.

2. 2. Указания по выбору коэффициента запаса см. в п.7.5.

6.1.9. Правила знаков аналогичны принятым для расчета коэффициента устойчивости методом общего предельного равновесия (см. п.5.2.14).

6.1.10. Вычисление оползневых давлений по методу общего предельного равновесия рекомендуется выполнять в следующей последовательности (рисунки 8-9):

1. 1) вычисление геометрических параметров отсеков (п.5.2.16);

2. 2) определение постоянных усилий в отсеках (п.5.2.17);

3. 3) расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил без учета касательных межотсековых сил (п. 6.1.11);

4. 4) расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил с учетом нормальных и касательных межотсековых сил (п.6.1.12);

5. 5) расчет оползневых давлений с использованием формулы (33).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Расчет составляющих оползневого давления и производится: из условия равновесия сил по формулам (39) и (41), моментов сил - с использованием формул (40) и (42).

6.1.11. Расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил без учета касательных межотсековых сил производится в следующем порядке:

1. 1) В каждом отсеке вычисляются силы нормальной реакции по подошве с использованием формулы (5). Касательные межотсековые силы не учитываются.

2. 2) В соответствии с выбранным расчетным сечением выполняется расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил.

6.1.12. Расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил с учетом нормальных и касательных межотсековых сил производится в следующем порядке:

1. 1) Принимается очередное значение .

2. 2) В каждом отсеке выполняется расчет межотсековых сил и , а также силы нормальной реакции по подошве в следующей последовательности:

   1. а) Расчет нормальных межотсековых сил по формуле (8).

   б) Определение касательных межотсековых сил по формуле (7).

   в) Вычисление силы нормальной реакции по подошве с использованием формулы (5) с учетом касательных межотсековых сил .

   г) Сравниваются значения силы нормальной реакции по подошве на предыдущем и последнем шаге вычислений. Если разница превышает требуемый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (а).

3. 3) Выполняется корректировка модели путем исключения отсеков в верхней части оползня с отрицательными величинами межотсековых усилий.

4. 4) В соответствии с выбранным расчетным сечением выполняется расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил.

5. 5) Сравниваются между собой значения составляющих оползневого давления  из условия равновесия сил и моментов сил. Если разница превышает необходимый минимум, расчет повторяется, начиная с пункта (1).

Примечания.

1. 1. Вычисление усилий в отсеках для расчетов составляющих оползневого давления из условия равновесия сил и моментов сил производятся раздельно .

2. 2. Расчеты выполняются методом последовательных приближений (итераций).

3. 3. На практике достаточно достигнуть разницы  не более 0,1.

4. 4. Сходимость составляющих оползневого давления из условия равновесия сил и моментов сил обеспечивается за счет подбора соответствующего значения коэффициента .

5. 5. Значения коэффициента принимаются в долях от единицы. На практике интервал значений рекомендуется принять от 0 до 1,25.

6. 6. Указания по расчету значения функции межотсековых сил приведены в п.5.2.21.

6.1.13. Указания по учету действия грунтовых вод см. пп.5.2.23-5.2.24.

6.1.14. Указания по учету сейсмических воздействий см. пп.5.2.25-5.2.30.

Учет многоярусного расположения удерживающих сооружений

6.1.15. Основные формулы для расчета оползневых давлений методом общего предельного равновесия с учетом многоярусного расположения удерживающих сооружений приведены ниже. Поясняющие схемы приведены на рисунках 1, 10-11.

6.1.16. Правила знаков аналогичны принятым для расчета коэффициента устойчивости методом общего предельного равновесия (см. п.5.2.14).

6.1.17. Вычисление оползневых давлений по методу общего предельного равновесия с учетом многоярусного расположения удерживающих сооружений рекомендуется выполнять в следующей последовательности (рисунки 9, 12-13):

1. 1) Вычисление геометрических параметров отсеков (п.5.2.16).

2. 2) Определение постоянных усилий в отсеках (п.5.2.17).

3. 3) Для каждой части оползня (верхней, между ярусами конструкций и нижней):

   1. а) расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил без учета касательных межотсековых сил (п.6.1.11);

   2. б) Расчет составляющих оползневого давления и из условия равновесия сил и моментов сил с учетом нормальных и касательных межотсековых сил (п.6.1.12).

4. 4) Расчет оползневых давлений между каждыми двумя смежными частями оползня с использованием формулы (33).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Расчет составляющих оползневого давления и производится: из условия равновесия сил по формулам (43) и (45), моментов сил - с использованием формул (44) и (46).

6.1.18. В общем случае, каждая из частей оползневого тела между ярусами сооружений может быть в целом неустойчивой, устойчивой или устойчивой в верхней части и неустойчивой - в нижней:

- в первом случае рассматриваемая часть оползня создает давление на нижестоящий ярус удерживающих сооружений:

;

- во втором случае - создает отпор для вышестоящей конструкции и не оказывает давления на нижестоящий ярус:

;

- в последнем случае рассматриваемая часть оползня делится на две, которые относятся соответственно ко второй и первой расчетным схемам.

Поэтому решение систем уравнений для таких частей оползня производится два раза. Для расчета составляющей оползневого давления , величина принимается равной нулю. Соответственно, для определения , значение =0.

6.1.19. Указания по учету действия грунтовых вод см. пп.5.2.23-5.2.24.

6.1.20. Указания по учету сейсмических воздействий см. пп.5.2.25-5.2.30.

6.2.1. В рамках метода конечных элементов, оползневое давление на сооружение обуславливается разностью напряжений в грунте в плоскостях по контакту с сооружением со стороны верхового и низового склона (рисунок 14). Для расчета оползневых давлений, как правило, принимаются горизонтальные составляющие напряжений в грунте в вертикальной плоскости.

6.2.2. В случае если ниже сооружения не имеется грунтовой призмы, способной оказывать реактивное давление или по оползневым условиям ожидается полное или частичное отслоение пород от низовой части сооружений, давление отпора грунта не учитывается:

.                                                            (47а)

6.2.3. В случае определения давления на конструкцию, не препятствующую фильтрации подземных вод, расчет производят с использованием эффективных напряжений. В противном случае следует учитывать гидростатическое давление воды.

6.2.4. Оценка оползневых давлений методом конечных элементов выполняется с использованием конечно-элементной модели. Указания по составлению расчетной конечно-элементной модели приведены в параграфе  5.3 (пп.5.3.3-5.3.8).

6.2.5. Необходимо учитывать, что наличие строительных конструкций в пределах расчетной модели влияет на напряженно-деформированное состояние грунтового массива. Для расчета оползневого давления на проектируемую конструкцию при изменении ее положения следует провести новый расчет напряженно-деформированного состояния модели.

6.3.1. В рамках комбинированного метода оползневое давление на сооружение определяется разностью сдвигающих и удерживающих сил, действующих вдоль поверхности скольжения с учетом обеспечения необходимого коэффициента запаса . Величина оползневого давления при этом определяется разностью давления грунта со стороны верхового склона и отпора грунта ниже расчетного сечения по склону (см. формулу (33) и рисунок 6).

6.3.2. Расчет оползневого давления , а также его составляющих и следует производить с учетом указаний пп.6.1.2-6.1.3.

6.3.3. Оценка оползневых давлений комбинированным методом выполняется посредством совместного использования конечно-элементной модели грунтового массива и отсековой модели оползня с учетом указаний параграфа 5.4 (пп.5.4.3-5.4.7).

6.3.4. Давление грунта со стороны верхового склона в сооружении компенсируется равной по величине реакцией и рассматривается как удерживающая сила - из условия равновесия моментов согласно указаниям п.6.1.5.

6.3.5. Отпор грунта ниже расчетного сечения по склону в сооружении компенсируется равной по величине реакцией и рассматривается как сдвигающая сила - из условия равновесия моментов согласно указаниям п.6.1.6.

6.3.6. Расчет сумм сдвигающих и удерживающих усилий по поверхности скольжения в каждом отсеке производится с учетом указаний пп.5.4.4-5.4.7.

7.1.1. Для проведения фактической и прогнозной оценки степени устойчивости откосов и склонов, а также расчета оползневых давлений необходимы следующие исходные данные:

- топографический план защищаемого участка в масштабе 1:200-1:1000;

- характерные инженерно-геологические разрезы защищаемого участка, отражающие максимально достоверные особенности геологического строения склона;

- положение существующих и проектируемых зданий, сооружений, автодорог и различных проездов, а также любых других объектов, создающих дополнительную нагрузку на склон;

- величины статических и динамических техногенных нагрузок от существующих и проектируемых на склоне объектов;

- положение и параметры существующих удерживающих сооружений (подпорных, подпорно-планировочных стен, свайных, свайно-анкерных и анкерных удерживающих сооружений);

- гидрогеологические условия участка инженерной защиты (данные об уровнях грунтовых вод или пьезометрических уровнях напорных подземных вод и водовмещающих породах);

- существующие и прогнозируемые области распространения опасных инженерно-геологических процессов:

         - типы оползней по механизму оползневого процесса, границы оползневых тел в плане и по глубине;

         - положение в массиве склона поверхностей ослабления: трещин различного происхождения, старых и свежих поверхностей оползневых смещений, контактов слоев, прослоев и зон малопрочных пород, зон тектонического дробления;

         - положение промоин, областей плоскостной эрозии (размыва и смыва грунтов);

         - глубины зон выветривания горных пород;

- расчетные величины прочностных и деформационных свойств пород ненарушенной структуры, а также по поверхностям и зонам ослабления (смещения) с учетом ожидаемых изменений этих показателей по сезонным периодам и за многолетний срок;

- расчетная величина сейсмичности защищаемого склона;

- классы капитальности и категории защищаемых зданий и сооружений.

7.1.2. Класс капитальности противооползневых сооружений устанавливается и утверждается на стадии "Проектная документация" или "Рабочая документация" в зависимости от назначения, класса капитальности и категории защищаемых зданий, сооружений и коммуникаций:

- для всех видов противооползневых сооружений следует назначать III класс капитальности;

- допускается повышение класса капитальности отдельных противооползневых сооружений до II класса, если в зоне защиты расположены крупные промышленные предприятия, многоэтажная застройка, магистральные дороги или трубопроводы;

- класс капитальности удерживающих сооружений повышается до I класса, если перечисленные объекты или их части размещаются непосредственно на противооползневых сооружениях или создаваемом ими контрбанкете;

- для противооползневых конструкций назначается IV класс капитальности, если сооружение предназначено для инженерной защиты садов, парков или сельскохозяйственных угодий.

7.1.3. Расчетные величины прочностных и деформационных свойств грунтов следует принимать соответствующими наименее благоприятным, но реально возможным условиям устойчивости оползневого склона в годовом и многолетнем циклах, и отвечающими вероятности, назначаемой проектом в зависимости от класса капитальности защищаемых зданий и сооружений:

7.1.4. Расчетные величины прочностных характеристик грунтов должны уточняться с использованием "обратных" расчетов устойчивости в случаях, оговоренных в п.7.7.3. Указания по применению метода "обратных" расчетов см. пп.7.7.1, 7.7.4-7.7.5.

7.2.1. Количество расчетных створов и их положение в плане зависит от конкретных инженерно-геологических условий и от местоположения существующих и проектируемых на склоне сооружений, а также от стадии проектирования и задач, поставленных проектом освоения рассматриваемого склона.

7.2.2. Количество расчетных створов определяется необходимостью как можно полнее охватить все разнообразие инженерно-геологических условий площадки, конфигураций поверхности склона и поверхности скольжения, возможное изменение контуров оползня в плане (на перспективу) и т.д.

7.2.3. Расчетные створы необходимо выбирать в пределах сферы взаимодействия оползневой или потенциально оползневой территории с защищаемым участком на основе анализа результатов инженерно-геологических изысканий, в том числе и стационарных наблюдений.

7.2.4. В первую очередь для оценки устойчивости следует принимать расчетные створы, наименее благоприятные по условиям устойчивости.

7.2.5. На участках склонов, где наличие оползней не зафиксировано, но их вероятность обусловлена строительством проектируемых объектов, расчетные створы назначают на основе геоморфологического анализа участка склона в зоне влияния проектируемых зданий и/или сооружений.

7.2.6. На каждом оползне рекомендуется назначать как минимум один расчетный створ, приуроченный к оси оползня. Для оползней значительной ширины задаются дополнительные створы - на участках с инженерно-геологическими условиями, отличными от осевого створа (по рельефу, геологическому строению, гидрогеологическим условиям, физико-механическим свойствам пород, мощности оползневого тела и протяженности линии оползневого смещения).

7.2.7. Направление основного расчетного створа на участках оползневых склонов должно совпадать с главным направлением существующего или прогнозируемого движения оползня по линии самых низких гипсометрических отметок ложа оползня (как правило, в направлении наибольшей крутизны падения земной поверхности).

7.2.8. На крупных оползневых участках расчетные створы намечают по нескольким направлениям, учитывая возможность изменения условий их устойчивости и стадий развития.

7.2.9. Расчетные створы необходимо предусматривать во всех вариантах защищаемых объектов.

7.2.10. Наиболее опасными являются участки склона, на которых:

- делювиальные или элювиальные отложения расположены на толще выветрелых размягчаемых скальных пород с крутым падением трещиноватых пластов в сторону склона;

- возможно смещение выветрелых размягчаемых пород по внутренним межпластовым поверхностям (в результате увлажнения этих пород и падения прочности на контактах напластований);

- есть вероятность смещения всей толщи по контакту выветрелой зоны и устойчивыми коренными (невыветрелыми) породами.

7.2.11. Построение основных расчетных створов должно по возможности осуществляться в комплексе инженерно-геологических изысканий силами изыскательской организации. Построение дополнительных створов может выполняться проектировщиками на основе данных инженерно-геологических изысканий: отметок поверхности склона, геологических выработок, расположения литологических слоев, уровня подземных вод и т.д.

7.2.12. Итоги расчета допускается экстраполировать на участки склона, аналогичные по рельефу и инженерно-геологическим условиям.

7.3.1. Расчетные схемы для каждого расчетного створа склона следует составлять на основе выбранных расчетных створов и анализа инженерно-геологических разрезов по их направлениям.

7.3.2. Разрабатывать расчетные схемы следует с учетом наиболее реального отражения фактического состояния устойчивости склона (откоса), а также изменений в период строительства и эксплуатации защищаемых объектов и удерживающих сооружений.

7.3.3. Основой для построения расчетной схемы является инженерно-геологический разрез, выполненный в неискаженном масштабе (горизонтальный, вертикальный и грунтовый масштабы должны быть одинаковыми) с учетом требований п.7.1.1.

7.3.4. Рельеф расчетной схемы строится на точной геодезической основе с показанием всех современных элементов поверхности склона: зон выпора, заколов, трещин и других признаков членения оползня, отметок характерных точек (бровок и подошвы осыпей и обвалов, верхней и нижней отметок стенок и ступеней срыва и проч.).

7.3.5. Построение рельефа для расчетной схемы на основе топографических планов съемок прошлых лет допускается только для ориентировочных (приближенных) расчетов.

7.3.6. Расчетная схема должна охватывать весь оползневой или оползнеопасный массив горных пород как по простиранию, так и по глубине.

7.3.7. Для расчетов на основе метода конечных элементов назначаемые размеры расчетной схемы должны обеспечивать отсутствие влияния границ модели на результаты расчетов.

7.3.8. Расчеты методами, предусматривающими возможность учета истории нагружения, должны проводиться на основе расчетных схем, учитывающих последовательность изменений рельефа, нагрузок на склон, гидрогеологических условий, а также прочностных и деформационных свойств горных пород.

7.3.9. Выбор расчетной схемы и параметров, характеризующих прочностные и деформационные свойства пород, не обоснованный изысканиями и исследованиями, не может приниматься в обоснование проекта.

7.4.1. Состав расчетов в каждом конкретном случае необходимо назначать индивидуально на основе тщательного анализа особенностей существующей (прогнозируемой) ситуации на склоне:

- состава смещающихся или потенциально оползневых пород;

- расположения и размеров оползневых смещений по длине и глубине расчетного сечения;

- расположения защищаемого объекта;

- расположения существующих и проектируемых удерживающих сооружений;

- величин и характера статических и динамических техногенных нагрузок на склон и прогноз их изменения с течением времени;

- развития процессов эрозии и глубинного выветривания при нарушении элювиально-делювиального покрова и разгрузки нижележащих пород в результате природных процессов (оползни) или вертикальной планировки (расчистка строительной площадки, устройство глубоких выемок и т.д.);

- изменения прочностных и деформационных характеристик пород склона в результате природных процессов и/или инженерно-хозяйственной деятельности человека;

- сейсмичности защищаемого участка склона (откоса) и т.д.

Также необходимо учитывать поставленные цели и задачи:

- оценки степени устойчивости стабилизированных или активных оползневых участков;

- прогноз изменения степени устойчивости оползневых участков с учетом природных факторов и инженерно-хозяйственной деятельности человека;

- оценка влияния существующих и проектируемых объектов на устойчивость оползневых (оползнеопасных) откосов и склонов;

- проектирование инженерной защиты существующих и проектируемых объектов от оползневых воздействий и т.д.

7.4.2. Общая стратегия обоснования проекта противооползневой защиты должна предусматривать:

- гипотезу о механизме и причинах оползней (с учетом всего их многообразия), разработанную и подтвержденную в процессе инженерно-геологических изысканий и исследований;

- оценку устойчивости оползневого склона в естественном его состоянии;

- уточнение прочностных характеристик грунтов методом "обратных" расчетов в случаях, предусмотренных п.7.7.3;

- прогноз устойчивости оползневого (оползнеопасного) склона на всех этапах освоения (строительный и эксплуатационный периоды) с учетом искусственной нагрузки, подтверждающий достаточность запроектированных противооползневых сооружений и работ и их соответствие классу капитальности защищаемых зданий и сооружений.

7.4.3. Оценку устойчивости оползневых и оползнеопасных откосов и склонов следует производить исходя из наиболее неблагоприятных условий, но реально возможных для данного участка на каждом этапе освоения (инженерной защиты) склона, с учетом возможных сочетаний нагрузок.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В случае если выбрать наиболее неблагоприятное сочетание условий не представляется возможным, следует выполнять варианты расчетов с последующим выбором варианта, наименее благоприятного для данного участка откоса или склона по степени его устойчивости.

7.4.4. В расчетах устойчивости оползневых склонов учитываются следующие нагрузки и воздействия:

Постоянные нагрузки:

- расчетный объемный вес грунта;

- вес расположенных на склоне зданий и постоянных сооружений.

Временные:

- гидростатическое взвешивание;

- вес водонасыщенного грунта обводненной части;

- вес расположенных на склоне временных зданий и сооружений;

- транспортная и строительная нагрузка.

Особые:

- действие грунтовых вод, отвечающее катастрофическому режиму уровня подземных вод редкой повторяемости;

- сейсмическая нагрузка (для районов с интенсивностью сейсмических воздействий 6 баллов или более).

7.4.5. При расчете устойчивости оползневых склонов следует различать основное и особое сочетание нагрузок и воздействий. Основное сочетание нагрузок включает постоянные и временные нагрузки, особое сочетание - постоянные, временные и особые.

Одновременное действие различных нагрузок и их сочетания устанавливаются, исходя из физически реальных вариантов их одновременного действия и с учетом СНиП "Нагрузки и воздействия". Величины транспортных нагрузок рекомендуется определять с учетом СНиП "Мосты и трубы", а также ГОСТ Р "Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы, габариты приближения".

7.5.1. Задаваемые проектом величины нормативных коэффициентов устойчивости (коэффициентов запаса) должны:

- гарантировать устойчивость оползневого склона с запасом, соответствующим назначенному проектом классу капитальности защищаемых зданий и сооружений;

- учитывать степень соответствия расчетной схемы действительным условиям оползневого склона, степень точности примененного метода расчета и достоверности расчетных прочностных и деформационных параметров грунтов, участвующих в оползневом процессе.

7.5.2. Величина нормативного коэффициента запаса определяется соотношением (см. п.7.1.2):

,                                                                   (48)

где - коэффициент учета расчетного периода (для эксплуатационного периода =1, для строительного периода =0,95);

- коэффициент условий работы, учитывающий вид предельного состояния, степень точности исходных данных, приближенность расчетных схем, тип сооружения, конструкции или основания, вид материала и другие факторы;

- коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый в зависимости от класса капитальности защищаемых зданий и сооружений (см. таблицу 3).

Таблица 3 - Коэффициент надежности по назначению сооружения

7.5.3. При высокой точности расчетов, выполненных на основе подробных инженерно-геологических изысканий и анализов грунтов, учитывающих все геотехнические требования и обработанных современными методами математической статистики, могут приниматься минимальные величины нормативного коэффициента устойчивости (коэффициента запаса) оползневого склона, согласно формуле (48).

7.5.4. Для особо ответственных сооружений, а также при недостаточной полноте исходных данных, отсутствии инженерно-геологического анализа устойчивости оползневого склона и неполном соответствии расчетной схемы действительному механизму оползней, выбранные согласно формуле (48) нормативные коэффициенты устойчивости (коэффициенты запаса) должны повышаться до величины высшего порядка класса капитальности сооружений, но не более 1,5 для I класса.

7.6.1. Выбор методов расчета устойчивости склонов и оползневых давлений следует осуществлять с учетом их ограничений и областей применения на основе тщательного анализа особенностей расчетных схем:

- выраженность и крутизна рельефа;

- наличие значительных по величине местных и динамических нагрузок;

- наличие областей местной концентрации напряжений;

- наличие и тип строительных конструкций;

- наличие и тип удерживающих сооружений;

- необходимость учета последовательности хозяйственного освоения склона.

7.6.2. Основные методы, рекомендованные для расчета устойчивости и оползневых давлений, включают:

- метод предельного равновесия;

- метод конечных элементов;

- комбинированный метод;

- метод пространственных колонок.

7.6.3. Метод предельного равновесия обладает следующими ограничениями:

- не позволяет учитывать:

         - местные концентрации напряжений;

         - нагрузки и реакции вне тела оползня;

         - взаимодействие грунта со строительными конструкциями;

         - жесткость и характер влияния строительных конструкций;

         - историю нагружения склона;

- для применения метода необходимы допущения:

         - о распределении нормальных и касательных межотсековых сил по длине оползня;

         - о влиянии и распределении реакций от подпорных и анкерных конструкций;

         - сходимость решения уравнений метода значительно затруднена для крутых и укрепленных откосов.

7.6.4. Метод предельного равновесия рекомендуется применять в следующих условиях:

- протяженный склон незначительной или средней крутизны (до 30-45 град.) со спокойным, плавным рельефом;

- мощность смещаемых отложений значительно меньше длины оползневого или оползнеопасного массива;

- поверхность скольжения не имеет значительных переломов;

- поверхность скольжения не пересекает строительных конструкций;

- локальные формы рельефа укреплены подпорными или подпорно-планировочными стенами массивного или уголкового типа;

- значительные местные и динамические нагрузки отсутствуют;

- рельеф склона в процессе хозяйственного освоения не претерпевает значительных изменений.

ПРИМЕЧАНИЕ.

В случае склонов, укрепленных свайными и анкерными конструкциями, применение метода предельного равновесия рекомендуется только для получения коэффициента устойчивости. Анализ распределения усилий внутри оползневого массива рекомендуется с применением комбинированного метода или метода конечных элементов.

7.6.5. Метод конечных элементов обладает следующими ограничениями:

- не позволяет оценивать степень устойчивости конкретной локальной области расчетной схемы;

- не позволяет провести расчет неуравновешенного грунтового массива (с коэффициентом устойчивости значительно меньше единицы);

- учет больших перемещений требует применения специального математического аппарата в сочетании с расчетом по изменяемой сетке;

- границы расчетной схемы могут влиять на внутреннее напряженно-деформированное состояние грунтового массива;

- протяженные расчетные схемы приводят к значительным затратам машинного времени за счет значительного количества конечных элементов.

7.6.6. Метод конечных элементов рекомендуется применять в следующих условиях:

- откосы и склоны любой крутизны и конфигурации;

- мощность смещаемых отложений сопоставима с длиной оползневого или оползнеопасного массива;

- поверхность скольжения может пересекать строительные конструкции;

- локальные формы рельефа укреплены сооружениями любого типа (подпорные стены, свайные, свайно-анкерные и анкерные сооружения);

- присутствуют значительные местные и динамические нагрузки;

- рельеф склона в процессе хозяйственного освоения изменяется глубокими выемками и/или высокими насыпями.

7.6.7. Комбинированный метод обладает теми же ограничениями, что и метод конечных элементов, за исключением п.1.

7.6.8. Область комбинированного метода аналогична методу конечных элементов (см. п.7.6.6).

7.6.9. Метод пространственных колонок основан на методе предельного равновесия и обладает теми же ограничениями, см. п.7.6.3.

7.6.10. Оценку устойчивости методом пространственных колонок рекомендуется выполнять:

- для несимметричных в плане и по глубине массивов;

- когда мощность оползня значительно отличается в середине массива и на бортах;

- когда ширина оползневого тела превышает его длину в два или больше раз;

- когда в сечениях массива имеются изменения в геологическом строении или в условиях распространения подземных вод;

- при локальных пригрузках в голове оползня и при локальных разгрузках в языке;

- при возможных локальных изменениях порового давления грунта.

7.7.1. Метод переходных коэффициентов применяется с целью уточнения расчетных значений прочностных показателей оползневых глинистых (суглинистых) отложений, а также для приближенной детерминированной и вероятностной оценки устойчивости склонов (откосов) в случаях недостаточного объема данных инженерных изысканий.

7.7.2. Переходные коэффициенты являются осредненными величинами, полученными с применением метода "обратных расчетов устойчивости" оползнеопасных склонов и откосов в процессе статистической обработки результатов, и позволяют определять значения сцепления и угла внутреннего трения , приближенно соответствующих моменту оползневого смещения, а также наиболее вероятный диапазон их изменения.

7.7.3. Величины сцепления и угла внутреннего трения , ориентировочно соответствующие моменту оползневого смещения, определяются в зависимости от нормативных значений и на основе фактических или архивных данных испытаний монолитов по двум схемам ускоренного среза:

- неконсолидированный срез при водонасыщении:

;

;

- срез по подготовленной и смоченной поверхности:

;

.

7.7.4. Наиболее вероятный диапазон изменчивости значений сцепления и угла внутреннего трения оползневых глинистых грунтов, при недостаточном объеме данных инженерных изысканий, определяется исходя из следующего соотношения, полученного методами статистической обработки результатов испытаний на срез и линейной интерполяции:

;

,

где - стандартная девиация, определяющая диапазон изменчивости (разброса) значений сцепления и угла внутреннего трения.

7.7.5. Величины используются при выполнении вероятностных расчетов устойчивости склонов (откосов) методом Монте-Карло.

7.7.6. В случае недостаточности информации о колебаниях уровня грунтовых вод, рекомендуется принять допущение, что коэффициент устойчивости глинистых отложений на склоне (откосе) при повышенном уровне уменьшается приблизительно на 16%:

,

где - расчетная величина коэффициента устойчивости при обычном уровне грунтовых вод.

7.7.7. Метод переходных коэффициентов рекомендован к применению на стадиях обоснования инвестиций и разработки проектной документации, а при необходимости - и на стадии разработки рабочей документации.

7.8.1. Обратные расчеты устойчивости заключаются в определении таких величин сопротивления сдвигу, которые соответствуют предельному равновесию сил для конкретных рассматриваемых оползней, склонов или уступов с заданным коэффициентом запаса.

Величины коэффициента устойчивости при указанных условиях принимаются равными:

- единице - для откосов и склонов, находящихся по данным изысканий или визуальных наблюдений в предоползневом состоянии (наблюдаются трещины, заколы, беспорядочный наклон деревьев в сторону падения склона), а также для активных оползневых участков;

- незначительно выше единицы (1,1) - для откосов и склонов, не проявляющих признаки предоползневой стадии, но подверженных активному глубинному выветриванию и/или техногенным воздействиям, способствующим снижению прочностных характеристик грунтов, а также для недавно стабилизированных оползневых участков.

7.8.2. Необходимость уточнения прочностных характеристик грунтов методом "обратных" расчетов в ряде конкретных случаев может быть обусловлена:

- недостоверностью прочностных характеристик грунтов вследствие недостаточного объема инженерно-геологических изысканий или качества их обработки;

- несоответствием результатов расчета фактической ситуации;

- изменчивостью свойств грунтов в пространстве и во времени (особенно в горной местности);

- погрешностью и допусками теоретических и программных средств, применяемых для оценки степени устойчивости и расчета оползневых давлений и т.д.

7.8.3. Уточнение прочностных характеристик грунтов методом "обратных" расчетов следует применять в следующих случаях:

- материалы инженерно-геологических изысканий определяют только причины образования оползней, их механизм, но прочностные и деформационные параметры пород с достаточной достоверностью не определены;

- результаты расчета противоречат фактически наблюдаемой ситуации*:

________________

* При условии достаточного обоснования принятых расчетных схем и методов расчета.

- расчетный коэффициент устойчивости >1 для активного оползня;

- расчетный коэффициент устойчивости <1 для стабильного по наблюдениям участка;

- характеристики грунтов получены:

- для смежного участка с аналогичными геологическими, морфологическими, гидрогеологическими и техногенными условиями;

- в целом для протяженного или значительного по площади участка в горной местности;

- по архивным данным или по статистически недостоверным результатам изысканий;

- в более благоприятный период года относительно гидрогеологических и др. условий;

- на смежных участках в аналогичных инженерно-геологических условиях наблюдается развитие оползневых явлений;

- прогнозируется захват оползневыми подвижками участков, примыкающих к действующим оползням;

- при "реконструкции" инженерно-геологических условий проявления оползневых подвижек.

7.8.4. На протяженных или значительных по площади участках метод "обратных" расчетов может применяться индивидуально для каждого расчетного створа.

7.8.5. В процессе выполнения "обратных" расчетов прочностные (сдвиговые) характеристики грунтов должны подбираться в диапазоне:

,                                                         (49)

,                                                       (50)

где , - минимальные прочностные характеристики грунтов в уровне поверхности скольжения, определенные по схеме сдвига грунта по подготовленной и смоченной поверхности ("плашка по плашке");

, - прочностные характеристики по данным "обратных" расчетов устойчивости;

, - прочностные характеристики в естественном состоянии, определенные по схеме сдвига грунта ненарушенной структуры.

7.8.6. Варьирование значений прочностных характеристик при выполнении "обратных" расчетов устойчивости должно производиться:

- для глинистых грунтов - пропорционально величинам соответствующих переходных коэффициентов (см. параграф 7.6) либо принимая минимальное значение и подбирая величину ;

- для песчаных, супесчаных и щебенистых грунтов - принимая минимальное значение и подбирая величину .

7.8.7. Для неоднородных откосов и склонов "обратные" расчеты должны производиться послойно в пределах всей оползневой или оползнеопасной толщи. Целевой коэффициент запаса устойчивости при этом для каждого слоя должен назначаться индивидуально, с учетом степени опасности его вовлечения в оползневые подвижки (см. п.7.8.1).

7.9.1. Положение поверхности(ей) скольжения следует устанавливать по результатам инженерно-геологических изысканий (для оползневых участков) либо посредством выполнения серии расчетов устойчивости (если положение поверхности неизвестно или склон не является оползневым).

7.9.2. В случае если поверхность смещения не зафиксирована, определение наиболее вероятной поверхности скольжения следует производить в следующей последовательности:

- предварительное назначение поверхности(ей) скольжения на основе анализа инженерно-геологических условий защищаемого участка;

- уточнение положения поверхности скольжения на основе серии расчетов устойчивости;

- выбор наиболее вероятной (экстремальной) поверхности скольжения.

7.9.3. Предварительное положение поверхности скольжения следует назначать на основе тщательного анализа особенностей геологического строения склона, а также гидрогеологических:

- для откосов однородного строения (в основном искусственных) - в приоткосной зоне в районе призмы обрушения;

- на контакте покровных потенциально смещаемых грунтов коры выветривания и коренных несмещаемых пород;

- в случае многослойного строения грунтовой толщи - по подошве или в пределах каждого потенциально оползневого слоя;

- по прослоям слабых грунтов, участкам зафиксированных старых поверхностей сдвига;

- по напластованиям коренных пород (к примеру, при подрезке глубокой выемкой) и др.

А также во внимание следует принимать:

- наличие и расположение наиболее крутых участков склона, искусственных откосов и природных уступов, бровок срыва старых оползней;

- расположение и размеры различных трещин закола, зон тектонического дробления, эрозионных промоин, областей замачивания и др.;

- направление напластования скальных коренных грунтов;

- положение областей приложения нагрузок от искусственных объектов и механизмов, а также их различных сочетаний и пр.

Примечания.

1. 1. Форма поверхности скольжения для однородных откосов и склонов может приниматься плоской, круглоцилиндрической, логарифмической, комбинированной и т.д.

2. 2. Если в склоновых накоплениях имеется водоносный горизонт, оценку устойчивости следует проводить, как правило, во всей зоне от уровня подземных вод до подошвы склоновых накоплений.

7.9.4. Положение каждой предварительно намеченной поверхности скольжения уточняется посредством построения семейства поверхностей смещения. Уточнение производится путем варьирования положения поверхности скольжения как по длине откоса или склона (расположение начала и выхода на поверхность земли), так и по глубине каждого потенциально смещаемого слоя.

В результате рассмотрения семейств поверхностей скольжения необходимо найти такое их положение, при котором соблюдались бы следующие условия (см. рисунок 15):

, ,

где , , ... - коэффициенты устойчивости склона для соответствующих поверхностей скольжения.

7.9.5. Наиболее вероятной (экстремальной) поверхностью скольжения считается поверхность, обеспечивающая наименьший коэффициент устойчивости грунтового массива.

7.10.1. В процессе и по завершении выполнения намеченной программы расчетов устойчивости и оползневых давлений необходимо выполнять критический анализ полученных результатов.

7.10.2. Целью анализа результатов расчетов устойчивости является:

- оценка фактического состояния склонов (откосов);

- оценка степени достоверности используемых исходных данных и методов расчета;

- оценка степени влияния на устойчивость склонов (откосов) различных природных и техногенных факторов, а также их сочетаний;

- выявление причин и условий возникновения или активизации оползневых процессов, а также установление наиболее значимых поводов, провоцирующих существующие или прогнозируемые оползневые подвижки;

- прогноз изменения степени устойчивости склона неукрепленного склона под воздействием природных факторов с учетом инженерно-хозяйственной деятельности по освоению или реорганизации склона;

- оценка достаточности и эффективности существующих и/или проектируемых мероприятий инженерной защиты склонов (откосов) с учетом класса защищаемых объектов;

- выбор наиболее эффективных вариантов проектируемых противооползневых мероприятий и их сочетаний;

- определение наиболее эффективного расположения проектируемых удерживающих конструкций и условий их работы (мощность удерживаемой толщи, количество ярусов и др.).

ПРИМЕЧАНИЕ.

Продолжительное отсутствие явных следов подвижек на старооползневых склонах не может служить признаком устойчивости, если не устранены причины, вызывающие оползень. Стабильность оползневого склона может быть достигнута лишь при полном устранении причин, вызывающих оползни.

7.10.3. Задачей анализа эпюр оползневого давления является определение величин оползневых нагрузок на сооружения для:

- экспертной оценки состояния существующих удерживающих сооружений;

- определения наиболее неблагоприятного сочетания природных и техногенных факторов с учетом требуемых коэффициентов запаса;

- выбора типа, места расположения и параметров проектируемых или конструкций усиления существующих сооружений.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Для дифференцирования параметров удерживающих конструкций по ширине оползня в зависимости от мощности оползневых накоплений и величин давлений грунта строят фронтальные эпюры оползневых давлений (обычно по оси проектируемой конструкции).

7.10.4. По итогам анализа результатов расчета устойчивости в пояснительной записке к проекту противооползневых мероприятий должно быть приведено заключение о достаточной (недостаточной) степени устойчивости склона (откоса) в естественном состоянии, а также с учетом прогнозируемых изменений инженерно-геологических и техногенных условий.

7.10.5. Заключение должно сопровождаться рекомендациями по обеспечению необходимой степени устойчивости участка инженерной защиты с учетом всех прогнозируемых неблагоприятных факторов в соответствии с классом защищаемых объектов.

7.11.1. Противооползневые мероприятия должны проектироваться и выполняться, как правило, в профилактических целях на предоползневой стадии на наиболее угрожаемых участках склона.

7.11.2. Комплекс противооползневых мероприятий должен обеспечивать:

- стабилизацию оползневого склона, предупреждение образования новых и активизации приостановившихся оползней;

- повышение устойчивости склона на заданную величину в зависимости от класса капитальности защищаемых объектов;

- в случае невозможности или нецелесообразности стабилизации всего склона - противооползневую защиту отдельностоящих объектов.

7.11.3. В состав комплексов должны включаться противооползневые сооружения и работы наиболее эффективные для конкретных условий оползневого склона, устраняющие причины нарушения его общей и частной устойчивости.

7.11.4. Проекты отдельных противооползневых сооружений и работ должны учитывать стадийность оползневого процесса: подготовку оползня, смещение пород, затухание подвижек и вновь приобретённую устойчивость.

7.11.5. Противооползневые сооружения и их отдельные элементы в любой готовности должны быть устойчивы при оползневых подвижках, возможных во время строительства сооружения.

7.11.6. Выбор типа удерживающих сооружений, их размещение на склоне, количество и конструктивные размеры зависят от величины оползневого давления, определяются расчетами устойчивости склона и на основании технико-экономического сопоставления возможных вариантов с учетом:

- инженерно-геологических, гидрогеологических и геоморфологических особенностей оползневого района;

- инженерно-геологических условий конкретного участка, определяющих величину оползневого давления;

- уклона и глубины залегания кровли прочных несмещающихся при оползнях пород;

- положения поверхности смещения оползня на месте строительства удерживающих сооружений;

- прочности пород образующих ложе оползня и оползневые накопления;

- условий производства работ.

ПРИМЕЧАНИЕ.

7.11.7. Противооползневые подпорные стены могут применяться в составе комплекса противооползневых сооружений и работ, как правило, для удержания небольших оползней, когда оползневое давление незначительно и не превышает величину активного давления грунта призмы обрушения.

Для стабилизации глубоких оползневых подвижек следует применять удерживающие конструкции глубокого заложения: свайные, свайно-анкерные сооружения и анкерные крепления.

7.11.8. В случае если стабилизация оползня или инженерная защита оползнеопасного участка невозможна посредством устройства одного удерживающего сооружения, применяют несколько противооползневых конструкций, расположенных на склоне ярусами.

Выбор оптимального количества ярусов противооползневых сооружений производят на основании технико-экономического сопоставления вариантов.

1. В каждом отсеке производим расчет силы нормальной реакции по подошве отсека с использованием формулы (6):

           ...

кПа

           ...

Полученные значения заносим в таблицу Б3.1.

2. В каждом отсеке определяем силу сопротивления сдвигу по подошве отсека (=1,00):

           ...

кПа

           ...

Полученные значения заносим в таблицу Б3.1.

3. С использованием данных таблиц Б.5...7 и В.1 рассчитываем коэффициент устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил по формулам (3) и (4) соответственно:

        
Расчет коэффициента устойчивости с учетом нормальных межотсековых сил

Вычисления производим в соответствии с указаниями п.5.2.19 из условия равновесия сил и моментов сил с учетом только нормальных межотсековых сил . Расчеты выполняем методом последовательных приближений.

Из условия равновесия сил

4. Сравниваем полученное значение co значением на предыдущей итерации. В данном случае:

.

5. Поскольку разница текущего и предыдущего значений требуемый минимум, повторяем расчет с первого пункта, используя последнее найденное значение .

Из условия равновесия моментов сил

Вычисление коэффициента устойчивости из условия равновесия моментов сил выполняем так же, как и при расчете расчет* коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил , но с использованием в пункте 3 формулы (4) вместо (3).

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Результаты расчета сил заносим в таблицы В.2...3.

Расчет коэффициента устойчивости из условия общего предельного равновесия

Расчет выполняем в соответствии с указаниями п.5.2.20. Сходимость коэффициентов устойчивости из условия равновесия сил и моментов сил обеспечивается за счет подбора соответствующего значения коэффициента .

Из условия равновесия сил