Вопрос 3 – Устойчивость вертикального откоса в идеально связных грунтах

В отличие от сыпучих грунтов предельный угол заложения откосов, сложенных связными грунтами (φ = 0, с не равно нулю), не является постоянным и меняется с увеличением высоты откоса. Более того, если высота не превышает предельного значенияh_о, то связный грунт может держать вертикальный откос.

Расчеты показывают, что наиболее неблагоприятное напряженное состояние возникает у подошвы откоса в точке А (Рисунок 23, в). Именно здесь с увеличением высоты вертикального откоса начинает формироваться состояние предельного равновесия, захватывающее все большую область и приводящее к обрушению массива по некоторой поверхности АВ. Тогда можно принять, что предельная высота вертикального откоса h_о соответствует тому напряженному состоянию в точке А, при котором здесь выполняется условие предельного равновесия.

Максимальное главное напряжение в этой точке будет равно природному давлению, то естьσ₁ = γ h_о. Поскольку откос ограничен свободной вертикальной поверхностью, минимальное главное напряжение в точке А будет равно нулю, то есть σ₃ = 0. Учитывая, что для идеально связных грунтов φ = 0, и подставив в условие предельного равновесия (5.3) приведенные выше значения σ₁ и σ₃, после преобразований будем иметь (7.12):

h_о = 2 с / γ, (7.12)

Аналогично предыдущему коэффициент устойчивости вертикального откоса при h ≤ h_о можно получить в виде (7.13):

k _st = 2 с / h γ, (7.13)

Тогда высота вертикального откоса в идеально связных грунтах, отвечающего заданному запасу устойчивости, определится из (7.13) как:

k _st = 2 с / (k ^н_st γ), (7.14)

Вопрос 4 – Устойчивость вертикального откоса в грунтах,