Расчет устойчивости откосов грунтовых плотин методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Цель работы – на основании анализа существующих методов расчета устойчивости откосов земляных плотин выявить и рекомендовать наиболее приемлемый для практического применения метод. В настоящее время расчеты устойчивости откосов земляных плотин выполняются главным образом известным методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Он разрабатывался многими исследователями, каждый из которых применял свои подходы к его реализации. В результате в настоящее время имеется целый ряд методов расчета устойчивости откосов земляных плотин, которые реализуют метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Перед проектировщиком стоит сложная задача выбора метода. Тем более что не существует достоверных данных по экспериментальной проверке указанных методов, так как провести подобного рода эксперимент с достаточной точностью практически невозможно. Выполнен сравнительный анализ наиболее известных методов расчета устойчивости откосов грунтовых плотин по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. Выделены наиболее известные формулы по определению коэффициента запаса устойчивости. Анализ выполненных сравнительных расчетов устойчивости откосов грунтовых плотин по вышеприведенным методам показал, что больших расхождений полученных результатов нет. Более низкие величины коэффициентов запаса устойчивости откоса получены по формуле Мейера – Ничипоровича – Бишопа. Формула Чугаева дает более высокие значения коэффициентов. Близки к ним результаты, полученные по формуле Крея. Данные, полученные по формуле Терцаги – Флорина, располагаются посредине. В целом разница не очень большая, несмотря на то что у авторов рассмотренных методов различные способы определения внутренних сил, действующих на отсеки. Это подтверждает правильность предложенного авторами метода, в котором внутренние силы не рассматриваются. На основании изложенного, а также с учетом ряда других факторов к практическому применению рекомендуется формула Терцаги – Флорина.

1. Petterson, K. E. Die Kalmauerrutschung in Gothenburg / K. E. Petterson // Teknisk Tidskrift. 1916. S. 289.

2. Чугаев, Р. Р. Расчет устойчивости земляных откосов и бетонных плотин на нескальном основании по методу круглоцилиндрических поверхностей обрушения / Р. Р. Чугаев. М. – Л.: Госэнергоиздат, 1963. 144 с.

3. Hultin, S. Kiessehuttungen für Kaimauerbauten / S. Hultin // Teknisk Tidskrift. 1919. S. 292.

4. Феллениус, В. Геотехнические исследования грунтов. Статика грунтов / В. Феллениус; пер. П. С. Рубан. М.: Госстройиздат, 1933.

5. Крей, Г. Теория давления земли и сопротивления грунтов нагрузке / Г. Крей; пер. В. Н. Федоровича, Н. Н. Иванова; под ред. В. К. Дмоковского. М.: Гос. науч.-техн. изд-во строит. индустрии и судостроения, 1932.

6. Терцаги, К. Теория механики грунтов / К. Терцаги; пер. издания 1942 г. И. С. Утевского; под ред. Н. А. Цытовича. М.: Гос. изд-во лит. по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1961.

7. Ничипорович, А. А. Расчет устойчивости откосов земляных плотин с учетом гидродинамических сил. М.: Изд-во ВНИИ ВОДГЕО, 1958.

8. Ничипорович, А. А. Плотины из местных материалов. М.: Стройиздат, 1973. 320 с.

9. Розанов, Н. Н. Плотины из грунтовых материалов. М.: Стройиздат, 1983. 296 с.

10. Гольдин, А. Л. Проектирование грунтовых плотин: учеб. пособие для вузов / А. Л. Гольдин, Л. Н. Рассказов. М.: Энергоатомиздат, 1987.

11. Богославчик, П. М. Анализ методов определения фильтрационного давления при расчете устойчивости откосов грунтовых плотин / П. М. Богославчик, В. И. Селезнев // Мелиорация. 2019. № 4 (90). С. 12–16.

12. Богославчик, П. М. Оценка методов расчета устойчивости откосов грунтовых плотин / П. М. Богославчик // Инновационные технологии в водном, коммунальном хозяйстве и водном транспорте: материалы III Респ. науч.-техн. конф., 27−28 апр. 2023 г. Минск: БНТУ, 2023. С. 276–281.