Устойчивость откосов и склонов

Откос – необходимый элемент всех сооружений из грунта – насыпей, дамб, плотин и выемок, карьеров, котлованов. Природный откос называется склоном. Элементы простого откоса: высота Н, заложение В, угол наклона α, бровка т. А (рис. 4.4, а). Откосы могут иметь сложное очертание с различными углами наклона по высоте и горизонтальными площадками (бермы, рис. 4.4 б). Крутизна откоса задается в виде 1 : m, где m=B/H. Например, при α = 45˚ m = 1; при α= π/2, m = 0 имеем вертикальной откос (рис. 4.4, в).

А В α а)	б)
в) Рис. 4.4.

В некоторых случаях устойчивость откосов можно оценить из условия предельного равновесия. Пусть, например, в откосе из песчаного грунта с углом внутреннего трения φ призма АВД, отсеченная плоскостью под углом α, находится в состоянии предельного равновесия (рис. 4.5).

Тогда вес призмы Q можно разложить на две силы: сдвигающую Т_сдв, действующую в плоскости сдвига и нормальную N, обуславливающую появление удерживающей силы Т_уд. Из схемы очевидно:

              Т_сдв= Q·Sinα; Т_уд.= N· tgφ = Q·Cosα· tgφ                          (4.9)

Приравнивая, получаем УПР для песчаного откоса (при С = 0):  α = φ                                     

Угол α, образуемый песком при свободной отсыпке его на горизонтальную плоскость, называется углом естественного откоса.