Методические указания: Методические указания по проектированию земляного полотна (выемок) в легковыветривающихся скальных породах

Терминология Методические указания: Методические указания по проектированию земляного полотна (выемок) в легковыветривающихся скальных породах:

Некоторые особенности выбора расчетных параметров скальных пород

4.13. Обычно различные литологические разности легковыветривающихся пород встречаются во всевозможных сочетаниях между собой и с переслаивающими их более прочными и устойчивыми к выветриванию породами. В связи с этим при расчетах по схемам I, IV, V, IX, X, XII, в которых поверхность обрушения на каком-либо участке пересекает вкрест поверхности ослабления, параметры принимаются или по наиболее слабым разновидностям пересекаемых пород (в запас безопасности), или средневзвешенными по мощности пересекаемых литологических разностей (что более правильно, но требует тщательных инженерно-геологических исследований).

4.14. При определении величины сдвиговых параметров для расчетов по схеме ХIII (использующейся для пород IV - V групп) необходимо учитывать возможность избыточного увлажнения грунта выветрелой зоны, мощность которой определяется в соответствии с указаниями п. 3.9. При выборе расчетных значений ρ и С следует использовать результаты сдвиговых испытаний паст, приготовленных из рассматриваемых пород. В этом случае ρ = j - углу внутреннего трения рыхлых грунтов.

4.15. При расчетах по схеме VIII сопротивление на разрыв по трещинам δ_р обычно принимается равным нулю (в запас устойчивости).

4.16. Объемный вес пород γ₀ определяют по справочникам [20] или по данным лабораторных определений согласно выражению

где

Р - вес образца, г;

W - объем образца, см³.

При этом объем образцов неправильной формы может быть определен измерением объема вытесненной воды при погружении в нее образца. Перед погружением в воду образцы неводостойких пород следует покрывать тонкой водонепроницаемой пленкой (например, клеем БФ и т.п.).

Определения термина из разных документов: Некоторые особенности выбора расчетных параметров скальных пород

Определение ρ_тр и С_тр

4.7. Значения ρ_тр при отсутствии заполнителя по контактам поверхностей ослабления назначаются по таблице приложения 8 в зависимости от характера поверхностей ослабления. При возможности обводнения поверхностей контактов указанные в этой таблице значения ρ_тр уменьшаются на 2 - 4°.

4.8. При наличии заполнителя трещин расчетные значения ρ_тр принимаются по графику на рис. 10 в зависимости от влажности заполнителя и шероховатости стенок поверхностей ослабления.

4.9. Расчетные значения С_тр при отсутствии заполнителя назначаются по таблице приложения 9. При наличии заполнителя расчетные значения С_тр определяются по графику на рис. 11 в зависимости от влажности и характера заполнителя.

Рис. 8. Пример построения для получения значений С и ρ в образце:

1 - паспорт прочности (огибающая к кругам Мора); 2 - луч под углом 30° к оси τ; 3 - луч под углом 50° к оси τ; 4 - секущая, проведенная через точки пересечения лучей с огибающей

Рис. 9 Корреляционная зависимость R_отн от С (по данным ЦНИИСа)

Рис. 10. Зависимость угла внутреннего трения по контактам поверхностей ослабления ρ_тр от влажности заполнителя:

1 - поверхности ослабления шероховатые; 2 - поверхности ослабления гладкие

Рис. 11. Зависимость сцепления по контактам поверхностей ослабления С_тр при наличии заполнителя трещин от влажности заполнителя

4.10. При отсутствии сведений о заполнителе трещин, его влажности и шероховатости стенок поверхностей ослабления принимается наиболее неблагоприятное из реально возможных сочетаний расчетных параметров ρ_тр и С_тр (т.е. поверхности считаются гладкими, допускается наличие заполнителя, учитывается возможность его увлажнения).

Определения термина из разных документов: Определение ρ_тр и С_тр

Перечень параметров

4.1. Основными параметрами для расчетах общей устойчивости откосов являются: ρ; ρ_тр; С; С_м; C_тр (значения параметров см. в табл. 1).

4.2. Основными (дополнительно к указанным выше) параметрами при расчетах местной устойчивости легковыветривающихся скальных откосов являются:

J - интенсивность осыпания с 1 м² поверхности откоса различной крутизны,

К_р - коэффициент разрыхления, принятый в среднем равным 1,50.

Определения термина из разных документов: Перечень параметров

Угол внутреннего трения и сцепление в массиве

4.11. Значения угла внутреннего трения в массиве (при направлении поверхностей обрушения поперек к поверхностям ослабления) принимаются равными значениям угла внутреннего трения в образце, т.е. ρ_м = ρ.

4.12. Сцепление в массиве C_м рекомендуется определять по формуле¹

¹ С_м целесообразно определять посредством опытных сдвигов в натурных условиях по имеющимся методикам [18, 19].

                                                   (13)

где

С - сцепление в образце, Т/м²;

Н - проектная высота откоса, м;

а - коэффициент, определяемый по графику на рис. 12 в зависимости от С^х;

^х График зависимости а = f(с) построен по материалам полевых исследований ЦНИИСа и соответствует последним данным ВНИМИ.

С_тр - сцепление по контактам поверхностей ослабления, Т/м²;

l - осредненная блочность пород в массиве, м

                                                                  (14)

где

                                                  (15)

l₁, l₂, ..., l_n - средние расстояния между трещинами первой, второй и n-й систем, м.

Рис. 12. Зависимость коэффициента а от величины сцепления в образце (по данным ЦНИИСа)

Размер и форма элементарных структурных блоков определяются обычно тремя наиболее характерными системами трещин.

Определения термина из разных документов: Угол внутреннего трения и сцепление в массиве

Численные значения ρ и С

4.3. Для получения численных значений сцепления С и угла внутреннего трения ρ легковыветривающихся скальных пород необходимо произвести соответствующие испытания образцов пород.

Эти испытания в основном сводятся или к сдвигу со сжатием в наклонных матрицах по методике ВНИМИ [15], или же к раскалыванию пластин и раздавливанию образцов полуправильной формы, широко используемому в ИГД им. Скочинского [16].

По результатам проведенных испытаний строится так называемый паспорт прочности породы - зависимость напряжения сдвига от напряжения сжатия (рис. 8). При использовании методики ВНИМИ паспорт прочности получается графоаналитическим путем [9, 15]. При раскалывании пластин и раздавливании образцов полуправильной формы применяют расчетный прием построения огибающей к предельным кругам напряжений Мора, разработанный М.М. Протодъяконовым [16, 17].

4.4. Значения С и ρ при наличии паспорта прочности обычно определяют графически следующим построением [17]:

из начала координат проводят два луча под углами 30 и 50° к оси τ (см. рис. 8);

через точки пересечения лучей с огибающей проводят секущую;

отрезок, отсекаемый секущей на оси τ, считая от начала координат, дает величину С, а угол, образуемый ею с горизонталью, - ρ.

Для получения достаточно надежных расчетных значений указанных параметров такие определения целесообразно выполнять с необходимой повторностью (не менее чем с трехкратной) и осуществлять статистическую обработку полученных результатов.

4.5. Ориентировочные значения расчетных величин угла внутреннего трения в образцах, отобранных в массиве для некоторых легковыветривающихся пород и переслаивающих их литологических разностей, составляют, град.:

Аргиллиты......................................... 29 - 32

Алевролиты....................................... 31 - 33

Мергели глинистые.......................... 30

Мергели известковые....................... 32

Песчаники......................................... 34 - 38.

4.6. Приблизительное значение расчетных величин сцепления в образце можно определить двумя способами:

1) по выражению

                                                   (12)

где

s_сж - сопротивление образцов на одноосное сжатие (с соотношением высоты к ширине, равным 1,5 ÷ 2,1);

2) по графику на рис. 9, на котором значение С берется в зависимости от относительной механической прочности, определяемой по динамическому пробнику, краткое описание и способ пользования которым приведены в приложении 7.

Определения термина из разных документов: Численные значения ρ и С