Анализ существующих методов расчета оползневого давления

Большинство из существующих методов расчета оползней было разработано для вычисления коэффициента устойчивости склона. Затем эти расчеты преобразовывались для определения так называемого оползневого давления, т. е. давления, передающегося от неустойчивых грунтовых масс оползневого склона. При этом для проектирования противооползневых удерживающих конструкций разработаны способы построения эпюры оползневого давления по протяженности оползня [5, 11]. Практически все общепринятые расчетные методы оценки степени устойчивости склонов основаны на концепции предельного пластического равновесия. В большинстве методов предельного пластического равновесия используется только статический подход. За исключением наиболее простых случаев большинство задач об устойчивости откосов статически неопределимы. На основе использования различных допущений, позволяющих раскрыть данную статическую неопределимость, разработано множество методов, обнаруживающих несовпадение в величинах коэффициента запаса. В качестве основных условных допущений в расчетной модели можно выделить следующие [5]:

• — используется гипотеза затвердевшего тела (призма возможного смещения рассматривается в виде затвердевшего клина);
• — рассматривается узкая полоса склона шириной 1 м;
• — допускается определенная форма поверхности скольжения;
• — в некоторых методах силы взаимодействия между отсеками, на которые разбивается оползневой блок, не учитываются;
• — принимаются, допущения о значении и проявлениях давления грунтовых вод и сейсмической силы;
• — в некоторых методах при рассмотрении равновесия массива принимается одно уравнение статики;
• — в отдельных случаях теория предельного равновесия применяется к грунтовому массиву, находящемуся в запредельном состоянии (при Ку<1).

Из множества методов оценки устойчивости можно выделить несколько групп, наиболее распространенных: методы, удовлетворяющие общему условию равновесия моментов, методы равновесия сил, методы равновесия сил и моментов. Кроме того, существуют методы, использующие другие подходы к оценке устойчивости откосов. Например, метод Ю. И. Соловьева. В группу методов равновесия моментов входят метод круглоцилиндрической поверхности [5], метод Феллениуса (1936), упрощенный метод Бишопа (1955), метод = 0 (Тейлор, 1937; Хуан, 1975) и метод логарифмической спирали (Тейлор, 1937; Хуан и Эвери, 1976). В качестве примера метода равновесия сил можно привести аналитический метод Г. М. Шахунянца. Данный метод удобнее применять, когда конфигурация поверхности скольжения на всем протяжении уже установлена [5].

Методы равновесия сил и моментов разработаны Янбу (1954, 1973), Моргенштерном и Прайсом (1965), а также Спенсером (1967), метод GLE (1976). Основная концепция этих методов одна и та же. Различие заключается лишь в допущениях о наклоне сил взаимодействия. Если соблюдается равновесие как моментов, так и сил, допущение о силах взаимодействия оказывает только небольшое влияние на полученные коэффициенты запаса. Все эти методы можно применять как для круглоцилиндрических, так и для произвольных поверхностей скольжения.

Для определения оползневого давления и устойчивости склонов для выявления зависимостей влияния внешних факторов в работе выбран аналитический метод Г. М. Шахунянца, как наиболее апробированный на практике. Метод Г. М. Шахунянца (рис. 1) в целом аналогичен методу касательных сил, однако в данном случае более строго соблюдены законы строительной механики.

Рисунок 1? Расчетная схема оползневого давления и устойчивости склона к аналитическому методу Г. М. Шахунянца [5]