Давление сыпучего грунта на вертикальную подпорную стенку при отсутствии трения на задней гране

 

Для решения данной задачи вырезаем в массиве грунта на глубине Z призму с главными площадками. В момент предельного состояния условия равновесия для песчаного грунта (см. ранее) могут быть записаны в следующем виде:

 

Расчётная схема для определения максимальной величины активного давления сыпучего грунта на массивную подпорную стенку:

Тогда из данного уравнения можно записать соотношения между главными нормальными напряжениями:

После преобразования, с учётом принятых обозначений на схеме, получим:

где Р2 - горизонтальное напряжение грунта на подпорную стенку, передается в виде треугольной эпюры; Р2 max- наибольшие горизонтальное напряжение составит при Z = H

Величина активного давления грунта на подпорную стенку ЕА равна площади эпюры Р2 и составит:

Тогда получим следующее выражение для активного давления грунта на вертикальную подпорную стенку при горизонтальной отсыпке:

 

 

Пассивное давление

Пассивное давление или отпор в грунте возникает тогда, когда конструкция оказывает давление на грунт (опорный фундамент арки).

Пассивный отпор грунта в этом случае может быть определен выражением:

 

 

Давление сыпучего грунта на вертикальную подпорную стенку при отсутствии трения по задней гране, с учетом влияния сплошной равномерно распределенной нагрузки

Решение данной инженерной задачи производиться по той же методике, что и в предыдущем случае. При этом сплошную равномерно распредёленную нагрузку (складирование материалов, установка строительной техники и т.д.) представим как некоторый слой грунта давлением Р = γ0h, или получим h=P/γ0, где h следует рассматривать как некоторый фиктивный слой.

Тогда эпюра напряжений от бокового давления грунта будет строиться из верхней точки В1:

В результате получим:

 

80. Давление связного грунта на вертикальную подпорную стенку (Учёт сцепления для глинистого грунта)

 

 

Сцепление глинистого грунта заменяем эквивалентным давлением РЕ - давлением связности Тогда из условия сопротивления грунта сдвигу, можно записать:

Вертикальное давление РЕ – заменяем некоторым фиктивным слоем грунта h и получим:

Подставляя РЕ и производя вычисления, окончательно будем иметь:

где первое слагаемое учитывает трение Рφ2, а второе Рс2 – влияние сцепления. Или в общем виде: Р2 = Рφ 2 – Рс2

Таким образом, глинистый грунт за счёт проявления характеристики сцепления, будет оказывать на подпорную стенку давление, меньшее по сравнению с песчаным грунтом.

 

 

Определение давления грунта на подпорную стенку графоаналитическим методом Ш. Кулона

Основные допущения, положенные в основу данного метода расчета:

Поверхность возможного скольжения грунта в момент предельного состояния (АС) – плоская.

Обрушение поверхности скольжения происходит при максимальном давлении грунта на подпорную стенку.

 

Ш. Кулон рассматривал эту задачу на основе уравнения статики (равновесия) в следующей последовательности:

Вес призмы обрушения АВС – можно найти с любой заданной точностью Q.

По стороне АС со стороны неподвижного грунта, действует реактивное давление R, φо – угол трения между грунтом и поверхностью стенки.

Еα – активное давление грунта на подпорную стенку.

Строим многоугольник сил, который должен быть замкнутым в условиях равновесия, и вычисляем соотношения:

 

 

УКРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ

 

Производится с целью предупреждения их размыва или выдувания грунта с их поверхности. К мероприятиям по У. о. выемок относятся: а) одерновка (покрытие слоем дерна) для защиты глинистых и других грунтов, слабо подвергающихся размыву; одерновка м. б. сплошной или в клетку с заполнением клеток растительной землей и посевом на ней трав с овсом; на пологих откосах дерн кладется плашмя (одерновка в ленту), на более крутых — слой на слой по нормали к откосу (одерновка в стенку);

б) устройство клеток из камня или Камышевых жгутов с заполнением растительной землей и посевом (такие клетки удерживают откосы от сплыва на время, пока не прорастет трава);

в) устройство каменных или бетонных стенок для откосов в легко выветривающейся скале или в скале с прослойками слабого грунта.

 

Пример

Определить осадку основания фундамента через 1, 2 года и 5 лет. Давление под подошвой фундамента р = 2 кгс/см²; грунт - суглинок; толщина сжимаемого слоя 5м; коэффициент фильтрации k_Ф = 10 ^-8 см/сек; Коэффициент относительной сжимаемости суглинка m₀=0,01 см²/кг.

1. Определяем величину коэффициента консолидации: ^Пе ревод из секунд в год

С_V=k_Ф/(m₀γ_ω)=(10^-8*3*10⁷){см/год}/(0.01{см2/кг}*0,001)=3*10⁴ см²/год

2. Определяем величину N:

N= π² С_Vt/(4h²)=0.3t

 

3. Определяем величину степени консолидации:

U₁=1-16(1-2/π)e^-0.3t/π²

U₁=0.39

U₂=0.55

U₃=0.82

4. Вычисляем величину конечной осадки:

S=hm₀p=500*0.01*2=10 см

5. Вычисляем осадки во времени, как:
S_t=S_kU_i