Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Предполагается, что потеря устойчивости откоса (склона) может произойти в результате вращения отсека грунтового массива относительно некоторого центра О (рис. 4.5, а).
Суть метода заключается в анализе устойчивости склона против сдвига по ряду возможных поверхностей скольжения, представленных дугой окружности с радиусом r и центром в т. О.
Отсек грунтового массива, ограниченный свободной поверхностью и поверхностью скольжения, разбивается вертикальными линиями на n элементов таким образом, чтобы можно было принять основание каждого отсека плоским, а прочностные характеристики постоянными.
Смещающийся массив рассматривается как недеформируемый отсек, все точки которого участвуют в общем движении.
Коэффициент устойчивости принимается в виде:
, где Мsr и Msa – моменты относительно центра вращения О всех сил, соответственно удерживающих и смещающих отсек.
Порядок вычислений:
1. Грунтовый массив разбивается на отдельные элементы.
2. Вычисляются вертикальные силы, действующие на каждый элемент: собственный вес грунтаPgi и равнодействующая нагрузки на его поверхности Pqi.
3. Равнодействующая сил Pgi+Pqi раскладывается на нормальную Ni и касательную Ti составляющие. ; .
4. Находим c и li – длину дуги.

Момент сил, вращающих отсек вокруг т. О, определится как:
.
n – число элементов в отсеке.

удерживающие силы обуславливаются сопротивлением сдвигу за счет внутреннего трения и сцепления грунта.
Сила трения:

При наличии внешних вертикальных нагрузок они включаются в величину веса блока (призмы).

α – угол между нормалью к основанию i-го элемента и вертикалью.
- длина основания i-го элемента, где bi – ширина i-го отсека.
φI i и cI i – расчетные значения характеристик прочности грунта в пределах основания i-го элемента.

Соотносительно:
При kst ≥ kнst устойчивость откоса относительно выбранного центра вращения т.О обеспечена.
- Основная сложность при практических расчетах заключается в том, что положение центра вращения О и выбор радиуса r, соотносящие наиболее опасному случаю, неизвестны.
- Обычно проводится серия таких расчетов при различных положениях центров вращения и значениях r.
- Чаще всего наиболее опасная поверхность скольжения проходит через нижнюю точку откоса (склона). Кроме слабых грунтов с минимальными φ и с.