Надежность некоторых типов защитных покрытий для укрепления откосов

При расчете откосов дорог на действие волн, селевых потоков и снежных лавин откосы должны иметь запасы, необходимые при нормативных значениях воздействующих факторов. В реальных условиях работы откосов дорог всегда необходимо учитывать случайные природные факторы, например, погодные условия, турбулизацию потока, наличие в нем взвешенных наносов, отклонения толщины снежного покрова и его увлажненность и другие факторы, как правило, непосредственно не учитываемые в инженерных расчетах.

Использование теории надежности применительно к проектированию откосов автомобильных дорог позволяет учитывать неточность существующих методов расчета и возможные случайные процессы.

а) На примере рассмотрим приложение теории надежности к расчету устойчивости откоса. Известно, что нарушение устойчивости откоса происходит как результат превышения суммы момента сил, сдвигающих земляные массивы (S M_{c д})над суммой момента сил, удерживающих их (S M _уд). За коэффициент запаса устойчивости откоса принимают отношение п = S M _уд / S M_{c д} и сравнивают с допустимым коэффициентом запаса п_доп. Если п > п_доп, откос находится в устойчивом состоянии; при п = п_доп - в состоянии предельного равновесия, а при п > п_доп в неустойчивом состоянии.

Величина п_доп, данная в [ 3] не дает возможности оценить количественно надежность откоса, о чей свидетельствуют; многочисленные обрушения и оползания откосов дорог, вызванные различными случайными причинами.

Дня полной оценки надежности предлагается определить показатель надежности откоса насыпи. Считая, что значение S M_{c д}, случайно и изменяется во времени, а значение S M _уд постоянно, в соответствии с методом приближенной оценки надежности искомая вероятность безотказного откоса (Р)вычисляется по выражению [ 57 ].

(23)

где - среднеквадратическое отклонение S M _уд;

- значение интеграла вероятностей берется из таблиц интеграла вероятностей.

Принимая S M _уд = 100 тм, S M_{c д} = 93 тм при заданной высоте откоса, плотности, угле внутреннего трения и удельном сцеплении грунта

тогда

б) Далее рассмотрим приложение теории надежности к расчету защитных покрытий укрепления откосов на ледовые воздействия.

Общую устойчивость защитного покрытия при действии вырывающей ледовой нагрузки проверяют по формуле [ 3].

(24)

где K ³ 1

- сумма моментов сил, удерживающих крепление, относительно расчетного вертикального сечения Х _о;

М_ПР - предельный (вырывающий) момент, действующий в сечении Х(М_Х).

Принимая тм, М_ПР =13тм,

определим

в) При длительном воздействии водного потока на закрепленный откос дороги возникает необходимость определения возможной глубины размыва.

Расчет приводится для защитного покрытия укрепления откосов каменной наброской в блоках с коэффициентом заложения откоса т = 2,00, коэффициентом шероховатости n = 0,04, средней глубиной потока Н_р =3,5 м, скоростью потока V =1,0 м/с. Далее определим по формулам, данным в работе [ 58], r _и - минимальный радиус кривизны излучины (по оси условного русла), r - то же, у условного вогнутого русла

(25)

где а_и - расстояние от середины шага излучины l _и до ее вершины, а_и = 4 м; l _и = 60 м, то

где В_р - условная ширина русла, В_р =8 м, то

r = (225 + 8/2) = 229 м.

Глубина потока у вогнутого условного берега (откоса) определяется по формуле [ 58]

где V_o - донная размывающая скорость потока, определяемая по формуле;

Ф - коэффициент формы для укрепления откоса каменной наброской, Ф = 1.

(27)

где d = 0,0015 м (средний диаметр частиц песка, сложенного на дне)

Далее с учетом c ² -распределения для ряда в 20 членов коэффициент увеличения среднего квадратического отклонения при заданной Р = 0,90, g =1,4 (см. приложение 3 [ 58]), тогда безразмерное среднее квадратическое отклонение h _max, s = 0,1·1,4 = 0,14. Из уравнения находим

По приложению № 1 [ 58] находим, что такое значение функция Ф_о принимает при , откуда h _н = 1,28·0,14 + 1 = 1,18. Возможная глубина потока у вогнутого берега h _max= 2,60·1,18 = 3,10 м, что меньше заданной глубины Н = 3,5 м. Следовательно, местных размывов у условного берега при его укреплении заданной конструкцией не будет.

Из приведенных примеров следует, что именно в применении средств теории вероятности имеются резервы для повышения технико-экономических показателей новых типов защитных покрытий откосов дорог. Решение данного вопроса требует развития средств измерений и методов обследования такого типа сооружений в натурных условиях. На этой основе могут быть установлены показатели надежности.

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: