РАСЧЁТ УСТОЙЧИВОСТИ ДВУХСЛОЙНЫХ УСТУПОВ ГРУНТОВЫХ ВЫЕМОК ПРИ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ НАПРЯЖЕНИЙ

S.L. Tumanov; S.A. Kalinovsky; A.R. Risunov; E.A. Chertkoeva

Authors

S.L. Tumanov Volgograd State Technical University, Volgograd, Russian Federation
S.A. Kalinovsky Volgograd State Technical University, Volgograd, Russian Federation
A.R. Risunov Volgograd State Technical University, Volgograd, Russian Federation
E.A. Chertkoeva Volgograd State Technical University, Volgograd, Russian Federation

Keywords:

elastic and elastic-plastic problems, vertical, horizontal and tangential stress com-ponents, two-layer ledge, stability parameter, fracture surface, retaining and shearing forces, modulus of elasticity, lateral pressure coefficient, stability coefficient

Abstract

In this paper, the results of research work on the stability of two-layer ledges of the slopes of excavations with elastic-plastic stress distribution are presented. The problem of determining the stability of the two-layer ledge is extremely useful in practical engineering activities. In particular, the situations when soil poured onto the surface of the slope has compacted since it has been laying on the slope for a long time may appear. The accuracy of solving the problem of the stability of the slope ledges in view of the impossibility of absolutely accurately determining the physical and me-chanical characteristics of the soils making up the slope seems to be rather relative. On the other hand, the exact solutions of this problem in the elastic-plastic formulation are extremely cumber-some from the point of view of applying mathematical apparatus. Therefore, the authors have consi-dered it necessary to compare the results of elastic and elastic-plastic solutions of the problem of the stability of slope ledges. For this purpose, the numerical values of stresses at various points of the selected design model have been determined, using the finite element method, as well as using the methods of the theory of functions of a complex variable. As a result, it has been calculated that even if there is a two-layer ledge of a slope of plastic regions in the soil massif, the stability coeffi-cient determined when solving elastic and elastic-plastic problems is practically the same.

References

Яковлев, А.В. Геомеханическое обеспече-ние формирования бортов карьеров и отвалов / А.В. Яковлев // Проблемы недропользования. – № 4. – 2016. – С. 75–80. DOI: 10.18454/2313-1586.2016.04.075

Цветков, В.К. Расчет устойчивости двух-слойных уступов бортов карьеров / В.К. Цветков, С.Л. Туманов // Известия вузов. Горный журнал. – 1996. – № 7. – C. 25–29.

Туманов, С.Л. Расчет устойчивости двух-слойных уступов в зависимости от угла наклона борта карьера и их местоположение на его отко-се / С.Л. Туманов // Градостроительство: тез. докл. по итогам науч.-техн. конф. ВолгГАСА / ВолгГАСА. – Волгоград, 1996. – C. 38.

Tsvetkov, V.K. Stability of multilevel terrace of inhomogeneous rock / V.K. Tsvetkov, A.N. Bogomo-lov // Journal of Mining Science. – 1996. – Vol. 32, Iss. 3. – P. 192–196. DOI: 10.1007/BF02046588.

Строкова, Л.А. Калибровка параметров уп-ругости упругопластической модели путем модели-рования лабораторных испытаний / Л.А. Строкова // Известия Томского политехнического университе-та. – 2009. – Т. 315, № 1. – С. 87–92.

Маскалева, В.В. Особенности работы сла-бых глинистых грунтов / В.В. Маскалева, В.Р. Муха-мадиев // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2014. – № 6 (21). – С. 104–119.

Туманов, С.Л. Расчѐт устойчивости грун-тового массива при упругопластическом распреде-лении напряжений / С.Л. Туманов, С.С. Туманова // Междунар. науч.-практ. конф., посвященная 55-летию кафедры строительного производства и геотехники ПНИПУ и 60-летию кафедры гидро-технических и земляных сооружений ВолгГАСУ: матер. конф., 10–13 фев. 2015 г. Волгоград. – Вол-гоград, ВолгГАСУ, 2015. – C. 140–142.

Bogomolov, A.N. Comparison of physical and computational experiment results to determine the load-bearing capability of a uniform plate bed / A.N. Bogo-molov, O.A. Bogomolova // Soil Mechanics and Foun-dation Engineering. – 2016. – Vol. 52, iss. 6. – P. 322–328. DOI: 10.1007/s11204-016-9348-x.

Исследование напряженного состояния приоткосной зоны грунтовой выработки в зави-симости от коэффициента бокового давления / С.Л. Туманов, С.А. Калиновский, Ю.М. Фетисов, А.Р. Рисунов // Вестник Волгоградского государ-ственного архитектурно-строительного универ-ситета. Сер.: Строительство и архитектура. – 2018. – № 51 (70). – C. 26–33.

Влияние коэффициента бокового давления грунта на степень устойчивости однородного от-коса / О.А. Богомолова, Б.С. Бабаханов, С.Ю. Ка-лашников и др. // Вестник Волгоградского государ-ственного архитектурно-строительного универси-тета. Сер. Строительство и архитектура. – 2013. – Вып. 30 (49). – C. 39–49.

Bogomolov, A.N. Assessment of slope stabili-ty on the basis of soil mass stress state analysis / A.N. Bogomolov, A.B. Ponomaryov, O.A. Bogomolova // ICSMGE 2017 – 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2017. – P. 2095–2098.

Bogomolov, A.N. Calculation of slopes sta-bility based on the energy approach / A.N. Bogomo-lov, A.N. Ushakov, O.A. Bogomolova // 18th Interna-tional Conference on Soil Mechanics and Geotech-nical Engineering: Challenges and Innovations in Geotechnics, ICSMGE 2013. – 2013. – Part 3. – P. 2145–2148.

Bogomolov, A.N. Numerical and physical modeling of the stability of the workings developing the slope / A.N. Bogomolov, G.A. Abramov, O.A. Bo-

gomolova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, 365(4), 042077.

Bogomolov A.N., Ponomaryov A.B., Bogomo-lova O.A. Determination of soil pressure on anti-landslide retaining structures based on the stress state analysis of a near-slope area. Geotechnical Engineer-ing for Infrastructure and Development – Proceedings of the XVI European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, ECSMGE 2015, 2015, 4, с. 1849–1854;

Анализ методов определения коэффициен-тов бокового давления грунта (аналитические ме-тоды) / А.Н. Богомолов, С.А. Калиновский, О.А. Бо-гомолова, А.Н. Ушаков // Инженерные проблемы строительного материаловедения, геотехнического и дорожного строительства : материалы III Меж-дунар. науч.-техн. конф., 10–12 апр. 2012 г., Волго-град / ВолгГАСУ. – Волгоград, 2012. – C. 58–85.

Анализ методов определения коэффици-ентов бокового давления грунта (эксперимен-тальные методы) / А.Н. Богомолов, С.А. Калинов-ский, О.А. Богомолова, А.Н. Ушаков // Инженер-ные проблемы строительного материаловедения, геотехнического и дорожного строительства: материалы III Междунар. науч.-техн. конф., 10–12 апр. 2012 г., Волгоград / ВолгГАСУ. – Волго-град, 2012. – C. 33–57.

Богомолов, А.Н. Устойчивость (напря-женно-деформированное состояние) / А.Н. Бого-молов и др. // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009613499 от 30 июня 2009 г.

Bogomolov, A.N. Stress-strain state of an elastic half plane under a system of inclined piece-wise-linear loads / A.N. Bogomolov, A.N. Ushakov // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2013, Vol. 50, Iss. 2, pp. 43–49.

Метод расчета устойчивости нагружен-ных откосов и его экспериментальное обоснова-ние / О.А. Богомолова, А.В. Ечевский, Б.С. Бабаха-нов и др. // Вестник Волгогр. гос. архит.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. – Волгоград: Изд-во ВолгГАСУ, 2012. – Вып. 26 (45). – С. 32–41.

Богомолов, А.Н. Расчет несущей способно-сти оснований сооружений и устойчивости грунто-вых массивов в упругопластической постановке / А.Н. Богомолов. – Пермь: ПГТУ, 1996. – 150 с.