Пластиковые откосы наружные: Наружные (уличные) откосы для пластиковых окон

Содержание

«Влияние воды на устойчивость склона» Томми С. Хопкинса, Дэвида Л. Аллена и др.

< Предыдущий
Далее >

Резюме

Представлен краткий современный обзор влияния воды на устойчивость откосов и методы анализа. Кратко обсуждаются принцип эффективного напряжения и основные соображения устойчивости откосов, включая расчетные факторы безопасности. Также представлены производные и влияние сил просачивания и быстрой депрессии на эффективное напряжение. Различные условия внешнего нагружения вызывают изменение действующего напряжения. Обсуждаются эти изменения и упоминаются ограничивающие условия, которые необходимо проанализировать.

Подробно обсуждаются ограничения анализа общего напряжения. Оказывается, что для грунтов с индексом текучести 0,36 или выше (нормально консолидированные) прочность на сдвиг в недренированном состоянии дает коэффициент запаса прочности, близкий к фактическому коэффициенту запаса прочности. Для грунтов с индексом текучести менее 0,36 (переуплотненные) прочность на сдвиг в недренированном состоянии дает слишком высокие коэффициенты запаса прочности; но параметры прочности могут быть скорректированы эмпирическим соотношением, представленным здесь. Данные также показывают, что разница между лопастной и расчетной прочностью на сдвиг увеличивалась по мере увеличения индекса пластичности и (или) предела текучести. Представлено эмпирическое соотношение для корректировки прочности лопасти на сдвиг.

Представлено обсуждение эффективного анализа напряжений, включая различия между пиковыми и остаточными углами φ для нормально консолидированных и переконсолидированных грунтов. Остаточный угол φ логарифмически уменьшается с увеличением доли ила. Также определяется «критическое» состояние глины. Прочностные параметры глины, испытанной в этом состоянии, соответствуют теоретической прочности переуплотненной глины, прошедшей процесс размягчения. Для испытания глины в критическом состоянии здесь предлагается переформовать грунт до содержания влаги, равного 0,36-кратному показателю пластичности плюс предел пластичности.

Вода может вызвать нестабильность на земляных склонах из-за изменения геометрии. Эрозия зацепа или склона может вызвать повреждающее напряжение. Прокладка трубопровода через вздутие или эрозию подповерхностных слоев может привести к повреждению. Строительство насыпей на склонах холмов может привести к заболачиванию, что приведет к повышению уровня грунтовых вод.

Также приведены методы обнаружения воды. К ним относятся трассеры, удельное электрическое сопротивление и наблюдения за уровнем грунтовых вод. Метод лоскутов, по-видимому, является наиболее успешным. Дано обсуждение способов контроля давления воды, в том числе типов и работы пьезометров. Наконец, включены предлагаемые рекомендации по проектированию земляных откосов.

Дата отчета

10-1-1975

Номер отчета

№ 435

Цифровой идентификатор объекта

Крайне важно понимать факторы, вызывающие неустойчивость склона по двум причинам. Во-первых, для строительства и проектирования новых склонов, а во-вторых, для ремонта старых склонов, вышедших из строя до установленного срока службы.

При проектировании нового склона важно предвидеть изменения химических и механических свойств почвы на склоне. Эти модификации обычно развиваются со временем при различных условиях нагрузки и просачивания и могут повлиять на устойчивость откоса в долгосрочной перспективе.

При ремонте откосов, вышедших из строя до истечения срока их службы, крайне важно распознавать ситуации и компоненты, приведшие к отказу, чтобы можно было сохранить устойчивость таких откосов и избежать отказов в будущем.

1. Снижение прочности грунта на сдвиг
1.1 Увеличение порового давления воды
1. 2 Cracking
1,3 Обухание
1,4 Разложение заполнителей глинистых пород
1,5 Creep
1,6 Выщелачивание
1.7 Распоряжение штамма
1,8.
2.1 Нагрузки на вершину склона
2.2 Давление воды в трещинах
2.3 От увеличения веса грунта
2.4 Земляные работы
2.5 Падение уровня воды в основании склона
2.6 Землетрясения
Часто задаваемые вопросы
Причины обрушения откоса
Основным критерием для достижения устойчивости откоса является обеспечение того, чтобы прочность на сдвиг грунта была выше, чем напряжение сдвига, которое может вызвать обрушение. Если это основное требование не выполняется, склон может стать неустойчивым и разрушиться.
Ниже приведены способы, которые могут повлиять на устойчивость откосов:
Снижение прочности на сдвиг грунта.
Увеличение напряжения сдвига, которое в конечном итоге вызывает разрушение грунта.
1. Снижение прочности грунта на сдвиг
Несколько факторов могут привести к снижению прочности грунта на сдвиг. Следующие факторы имеют особое значение в отношении устойчивости откосов.
1.1 Повышение порового давления воды
Частое повышение уровня грунтовых вод и просачивание вверх в результате необычно сильных дождей являются наиболее распространенными причинами повышения порового давления воды. В результате связанные с этим эффективные напряжения уменьшаются с увеличением порового давления воды.
Что еще более важно, проницаемость грунта определяет время, необходимое для эффективного сброса порового давления воды, таким образом, для высокопроницаемых грунтов изменения состояния грунтовых вод могут происходить быстро, тогда как для грунтов с низкой проницаемостью изменения происходят медленно.
В основном глинистые грунты имеют очень низкий показатель водопроницаемости. Таким образом, изменение прочности на сдвиг глинистого грунта определяет долговременную устойчивость откоса, в то время как в случае песчаных грунтов необходимо оценивать краткосрочную устойчивость.
Снижение устойчивости откоса из-за порового давления воды
1.2 Трещинообразование
Обрушению склона часто предшествует распространение трещин по грунту вблизи гребня склона. Эти трещины появляются в результате растяжения почвы на поверхности земли, которое превышает предел прочности почвы на растяжение. Следовательно, по мере снижения прочности грунта на растяжение снижается и прочность на сдвиг по плоскости трещины.
1.3 Набухание
Высокопластичная и переуплотненная глина легко набухает при контакте с водой. Классический пример разрушения из-за набухания можно взять из случая в Хьюстоне, штат Техас, где насыпи шоссе, построенные из чрезвычайно пластичной уплотненной глины, разрушились через десять лет в результате набухания и потери прочности на сдвиг.
1.4 Разложение глинистых наполнителей
Аргиллит и сланцы в качестве наполнителя в швах горных пород можно использовать, разбивая их на куски с образованием прочной породы, которая может быть относительно стабильной после уплотнения. Однако со временем, когда уплотненная засыпка соприкасается с грунтовыми водами или просачивающимися водами, разрушение уплотненной засыпки может привести к образованию кусков глинистых частиц.
Эти куски глинистых частиц затем набухают в открытых пространствах внутри насыпи, вызывая снижение прочности грунта на сдвиг и делая насыпь неустойчивой.
1,5 Ползучесть
При длительном нагружении высокопластичные глины подвергаются постоянной деформации. Следовательно, через определенный период глины могут в конечном итоге разрушиться даже при низких напряжениях сдвига.
Влияние ползучести ухудшается при циклических нагрузках, таких как замораживание, оттаивание, увлажнение и высыхание. Когда такие циклически различающиеся условия достигают своего неблагоприятного предела, движение грунта в пределах склона происходит в направлении вниз. Поэтому в долгосрочной перспективе может развиться движение вниз по склону, что в конечном итоге приведет к обрушению склона вдоль критической плоскости.
1.6 Выщелачивание
По мере просачивания воды через пустоты в почве химические и механические свойства почвы начинают изменяться. Этот процесс известен как выщелачивание.
В случае морских глин важную роль играет выщелачивание, поскольку оно способствует формированию зыбких глинистых условий, и такие глины практически не обладают прочностью при нарушении.
Обрушение откоса из-за быстросохнущей глины
1.7 Размягчение при деформации
Явление размягчения при деформации связано с хрупкими грунтами. На кривой напряжения-деформации хрупких грунтов, когда критическое напряжение достигает пика, прочность на сдвиг хрупких грунтов снижается при более постоянной деформации. Этот тип напряженно-деформированного состояния приводит к прогрессирующему разрушению, создавая тем самым путь к разрушению склона.
1.8 Выветривание
Процесс, при котором горные породы и грунты теряют свою прочность из-за изменения физических, химических и механических свойств под действием внешних факторов, таких как вода, ветер, изменение температуры и т. д., известен как выветривание.
Выветривание значительно снижает прочность грунта на сдвиг. В худшем случае выветривание может изменить всю структуру горных пород и почвы, превратив прочный и устойчивый склон в неустойчивый.
1.9 Циклическая загрузка
Под воздействием циклических нагрузок может нарушаться связь между частицами грунта, повышаться поровое давление воды, что приводит к потере прочности. Рыхлый грунт может пропитаться из-за увеличения порового давления воды и потерять всю свою прочность при циклическом нагружении из-за разжижения.
2. Увеличение напряжения сдвига грунта
Даже если прочность на сдвиг грунта остается неизменной, изменение напряжения сдвига из-за увеличения нагрузки может дестабилизировать склоны.
Факторы, за счет которых могут увеличиваться напряжения сдвига, обсуждаются ниже:
2.1 Нагрузки на вершине склона
Если грунт на вершине склона нагружен, напряжение сдвига, необходимое для равновесия склона, будет равно более. Если нагрузки будут удалены от гребня склона, можно будет предотвратить увеличение касательных напряжений.
Обрушение откоса из-за увеличения нагрузки на вершину откоса
2.2 Давление воды в трещинах
Откос может стать неустойчивым, если трещины в верхней части откоса заполнены водой. Давление, создаваемое водой в трещинах, нагружает грунт и увеличивает касательные напряжения. Если трещины останутся заполненными водой для просачивания в сторону поверхности склона, то поровое давление воды в почве увеличится, что приведет к еще худшему состоянию.
2.3 Из-за увеличения веса почвы
Просачивание в почву на склоне может увеличить содержание воды в почве, тем самым увеличивая ее вес. Если это увеличение веса является значительным, особенно в сочетании с другими силами, это может привести к разрушению склона.
2.4 Земляные работы
Земляные работы, делающие склон более крутым, увеличивают касательное напряжение в грунте в пределах склона и снижают устойчивость. К тому же результату приводит разрыхление почвы ручьем у основания склона.
2.5 Падение уровня воды у основания склона
Внешнее давление воды, действующее на поверхность склона, обеспечивает стабилизирующий результат. Скорее склон станет неустойчивым, если содержание воды уменьшится за счет увеличения напряжения сдвига.
Когда этот уровень падает быстро, а поровое давление внутри откоса не снижается в соответствии с падением уровня воды снаружи, склон будет менее устойчивым. Это явление известно как состояние быстрой просадки и важно для проектирования частично затопленных откосов.
2.6 Землетрясения
В случае землетрясения на склоны воздействуют вертикальные и горизонтальные скорости, что приводит к циклическим изменениям напряжений внутри склона. Это увеличивает их выше своих статических значений на короткие промежутки времени, длящиеся секунды или доли секунды. Даже если сотрясение не вызовет изменения прочности грунта, устойчивость склона уменьшится в те быстрые мгновения, когда динамические силы действуют в противоположных направлениях.