Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher
д-р техн. наук, профессор, гл. науч. сотр.
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Hydraulics and Hydraulic Engineering
канд. техн. наук, доцент кафедры гидравлики и гидротехнического строительства
Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher
д-р техн. наук, профессор, гл. науч. сотр., заведующий лабораторией
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Environmental Management
канд. техн. наук, доцент кафедры природообустройства
Candidate of Physico-Mathematical Sciences, Researcher
канд. физ.-мат. наук, науч. сотр.
Landslide phenomena with loss of stability of soil slopes occur both in natural landscapes and during excavation operations with a violation of the stability of folded rocks, including during the construction and operation of soil dams and fencing dams, automobile and railway embankments, etc. The stability of slopes depends on a variety of factors, the most important of which are the physical and mechanical characteristics of the soil, which can be either homogeneous throughout the massif, or heterogeneous in the form of various layers, etc. Aim. Expanding the possibilities of a comprehensive assessment of slope stability by considering additional (to the circular) families of hyperbolic sliding curves for the case of a base with different strength characteristics. Methods. Methods are used to determine the outlines of the sliding curves of a landslide slope with the least margin of stability, based on a comparison of the calculated results of families of circular, lower-hyperbolic, and upper-hyperbolic curves. The calculations are performed using the Terzaghi method by dividing the proposed area of soil mass slide into vertical sections and determining the local holding and shearing forces for each section. The final result is the ratio of the total values of these forces. Results. A comprehensive method for determining the outlines of the most dangerous sliding curves of soil massifs based on the Terzaghi method is proposed, considering families of circular and hyperbolic (with low and high curvature) sliding lines. The results obtained, tested for the ground slope at the specified two points on the sliding line, showed: adequacy of the proposed analytical solution for circular curves (~ 2 %) in comparison with the results of numerical calculation according to the OTKOS-22 program; the line of least stability for the case under consideration is the lower hyperbolic sliding curve with a stability coefficient 11% less than the slope stability along the circular sliding curve; the stability coefficients of slopes with relatively small differences in sliding lines can vary significantly; in the considered case, the stability coefficients for slopes with sufficiently close hyperbolic outlines of the lower and upper curvature differ by more than 19 %. Conclusions. A comprehensive method for determining the outlines of the most dangerous sliding curves of soil massifs based on the Terzaghi method is proposed, considering families of circular and hyperbolic (with low and high curvature) sliding lines, which significantly expands the search area for lines of least slope stability.
Оползневые явления с потерей устойчивости грунтовых склонов возникают как на естественных природных ландшафтах, так и при проведении земляных работ с нарушением устойчивости сложившихся горных пород, в том числе при сооружении и эксплуатации грунтовых плотин и оградительных дамб, авто- и железнодорожных насыпей и др. Устойчивость откосов зависит от множества факторов, наиболее важными из которых являются физико-механические характеристики грунта, которые могут быть как однородными по всему массиву, так и неоднородными в виде различных слоев и т.д. Цель исследования - расширение возможностей комплексной оценки устойчивости откоса за счет рассмотрения дополнительных (к круговому) семейств гиперболических кривых скольжения для случая основания с иными прочностными характеристиками. Методы. Используются методы определения очертаний кривых скольжения оползневого откоса с наименьшим запасом устойчивости на основе сопоставления расчетных результатов семейств круговых, нижне-гиперболических и верхне-гиперболических кривых. Расчеты ведутся по методу Терцаги путем разбиения предполагаемой области оползания грунтового массива на вертикальные отсеки с определением для них локальных удерживающих и сдвигающих сил с итоговым результатом в виде отношений суммарных значений последних. Результаты. Предложена комплексная методика определения очертаний наиболее опасных кривых скольжения грунтовых массивов на основе метода Терцаги с рассмотрением семейств круговых и гиперболических (с низовой и верховой кривизной) линий скольжения. Полученные результаты, протестированные для грунтового откоса при заданных двух точках на линии скольжения, показали: адекватность предложенного аналитического решения для круговых кривых (~ 2 %) в сравнении с результатами численного расчета по программе "ОТКОС-22"; линией наименьшей устойчивости для рассматриваемого случая является нижне-гиперболическая кривая скольжения с коэффициентом устойчивости, на 11 % меньшим устойчивости откоса по круговой кривой скольжения; коэффициенты устойчивости откосов с относительно небольшими различиями линий скольжения могут существенно различаться, в рассмотренном случае коэффициенты устойчивости для откосов с достаточно близкими гиперболическими очертаниями низовой и верховой кривизны разнятся более чем на 19 %. Выводы. Предложенная комплексная методика определения очертаний наиболее опасных кривых скольжения грунтовых массивов на основе метода Терцаги с рассмотрением семейств круговых и гиперболических (с низовой и верховой кривизной) линий скольжения значительно расширяет области поиска линий наименьшей устойчивости откосов.