РОЗРАХУНОК ТИСКУ ГРУНТІВ НА ОГОРОЖУ

 

 З якою метою застосовуються підпірні стіни?

Підпірні стіни застосовуються для втримання ґрунтових масивів від сповзання в тому випадку, коли пристрій штучного укосу неможливий, а природний схил необхідно втримувати від сповзання.

 Чим гравітаційні підпірні стіни відрізняються від полегшених гнучких підпірних стін?

При гравітаційних підпірних стінах (рис.М.14.2) стійкість на зрушення забезпечується їхньою вагою (вагою матеріалу стіни й ґрунту, що перебуває над підошвою стіни), а горизонтальна складова тиску землі сприймається силою тертя, що розвивається в площині підошви стіни. Полегшені гнучкі стіни закріплюються в основу і їх стійкість на зрушення забезпечується розвитком пасивної відсічі в нижній частині, а також можливою наявністю анкерного закладення у верхній частині стіни.

Рис.М. 14.2. Різні види підпірних стін:  1,2 - гравітаційні; 3 - гнучка шпунтова; 4 - діафрагмова

 Який вид має діаграма тиску на стіну залежно від її поступального переміщення?

Діаграма тиску, що виникає між засипанням і задньою гранню стіни, показана на рис.М.14.3.

Рис.М. 14.3. Залежність тиску ґрунту на стіну від її переміщення

Активний тиск - мінімально можливий тиск, пасивне - максимально можливий тиск.

 Що називається активним тиском ґрунту на стіну й коли він проявляється ?

Активним називається мінімальний із всіх можливих для даної стіни тиск на неї ґрунту, що проявляється в тому випадку, якщо стіна має можливість переміститися убік від засипання під дією тиску ґрунту. Активний тиск іноді називається розпором (рис.М.14.4,а)

Рис.М. 14.4. Тиск ґрунту на стіну:  а - активне; б - пасивне:1 - положення до початку переміщення стіни; 2 - положення після переміщення стіни; 3 - напрваление переміщення стіни;  4 - напрямок руху ґрунту в призмі обвалення

 Що називається пасивним тиском ґрунту на стіну й коли він проявляється?

Пасивним називається максимальний із всіх можливих для даної стіни тиск на ґрунт, що проявляється в тому випадку, якщо стіна має можливість переміщатися убік засипання під дією зовнішніх сил. Пасивний тиск називається відсіччю (рис.М.14.4,б).

 Що називається "тиском спокою" і коли він проявляється?

Тиском спокою називається такий тиск ґрунту на стіну, що відповідає нульовому її переміщенню, тобто це такий бічний тиск, що має місце в масиві ґрунту, коли стіни немає, а поверхня ґрунтового масиву горизонтальна.

 Які зусилля діють на підпірну стіну і як розраховується її стійкість?

На підпірну стіну діє тиск ґрунту й тиск води. Якщо над засипанням є пригрузка, то вона створює додаткове зусилля, що діє на стіну. У розрахунку враховується також вага стіни й лежачого безпосередньо над її підошвою ґрунту. У зв'язку із заглибленням стіни в ґрунт може бути врахований діючий із протилежно засипаної сторони пасивний тиск (відсіч), хоча ця обставина в запас стійкості часто не враховується. Якщо на стіну постійно діють зусилля з боку лицьової грані, то вони також приймаються в розрахунок.

 Яким чином з рівняння граничної рівноваги одержати епюру тиску ґрунту на гладку підпірну стіну й діюче зусилля? Показати подвійність рішення.

Рівняння граничної рівноваги, записане в декартовых координатах, має вигляд

Розглядаючи найпростіший напружений стан, що відповідає гладкої без тертя підпірній стіні й горизонтальній поверхні засипання, коли t _zx = 0, і витягаючи корінь із обох частин цього рівняння, одержимо

тобто лінійне рівняння щодо напруг s _z і s _x. Напругаs _z покладається рівним g _z. Перебувають напруги s _x. , тобто ординати епюр тиску ґрунту на підпірну стіну.

 Яким чином впливає на величину активного й пасивного тисків на стіну питоме зчеплення в ґрунті?

При однаковому не зміннім, куті внутрішнього терття j зі збільшенням питомого зчеплення в ґрунті c активний тиск зменшується, а пасивне збільшується.

 Яким чином впливає на величину рівнодіючої активного тиску ґрунту на підпірну стіну нахил задньої грані стіни?

Якщо задня грань стіни має ухил убік засипання, то тиск зменшується (рис. М. 14.10,а), у протилежну сторону - збільшується (рис.М.14.10,б).

Рис.М. 14.10. Вплив нахилу задньої грані стіни на величину активного тиску ґрунту на неї

 Яким чином впливає на величину рівнодіючої активного тиску ґрунту на підпірну стіну збільшення шорсткості задньої грані?

З ростом шорсткості поверхні стіни, як правило, активний тиск зменшується, а пасивний збільшується.

 У чому суть пропозицій Кулона за розрахунками тиску ґрунту на підпірну стіну?

По Кулону призма обвалення завжди обмежується площиною (а не криволінійною поверхнею), як по теорії граничної рівноваги в загальному випадку. Далі розшукується екстремальний випадок (нахил цієї площини) з умови максимуму для активного тиску й мінімуму для пасивного тиску.

 Якими конструктивними прийомами при однаковому об'ємі матеріалу стіни можна збільшити її загальну стійкість на зрушення й перекидання?

1. Частину матеріалу гравітаційної стіни замінити ґрунтом, щоб створити необхідну вагу.

2. Улаштувати дренаж у засипанні.

3. Засипання провести ґрунтом з можливо більшим кутом внутрішнього тертя.

4. З боку лицьової грані стіни зробити виступ - консоль (проти перекидання).

5. Задню грань стіни нахилити, щоб стіна лежала на ґрунті.

 Який вид має епюра реактивних тисків під підошвою стіни й за допомогою якого прийому її можна зробити більш рівномірною? Для якої мети потрібно мати більш рівномірну епюру реактивних тисків?

Епюра реактивних тисків приймається лінійної (трапеція). Більш рівномірною її можна зробити, збільшивши виступ консолі з лицьової сторони стіни. Чим рівномірна епюра тисків, тим менше ймовірність перекосу стіни внаслідок осідання ґрунту основи.

 Що являє собою явище "навалу" підпірної стіни на ґрунт і від чого він виникає? Чи завжди треба його враховувати?

Явище "навалу" підпірної стіни на ґрунт пов'язане з її нерівномірним осіданням і нахилом задньої грані внаслідок цього осідання убік засипання (рис.М.14.15). У результаті тиск стає більш активним і цю обставину варто враховувати при розрахунку самої стіни на міцність. Навал стіни доцільно враховувати тільки при високих підпірних стінках.

Рис.М. 14.15. Вплив навалу високої стіни на ґрунт на тиск на неї:  а - схема переміщення стіни; б - епюра тиску:1 - активний тиск; 2 - пасивний тиск; 3 - розрахунковий з урахуванням навалу

 Який вид здобуває епюра активного тиску ґрунту з урахуванням явища "навалу" після засипання і трамбування? Використання якого ґрунту для засипання зменшує активний тиск на стінку?

З урахуванням навалу епюра тиску збільшується й займає проміжне положення між эпюрою активного й пасивного тиску (див. рис.М.14.15,б). Практично тиск збільшується до 10-15 % (на високу стіну). Така ж зміна в епюрі викликає ущільнення засипання трамбуванням (цей ефект ураховується на глибину ущільнення). Чим більше кут внутрішнього тертя в ґрунті засипання, тим менше активний тиск. Тому використання великоуламкового ґрунту або крупного піску приводить до зменшення активного тиску ґрунту.

 Чому потрібний дренаж за стіною і яким чином впливає наявність води в засипанні на загальний активний тиск ґрунту на стіну?

Дренаж за стіною потрібний тому, що він знімає тиск води на стіну й зменшує фільтраційний протитиск на підошву ґрунту. При наявності дренажу збільшується стійкість стіни. Незважаючи на те, що у випадку обводнювання ґрунт "легшає" за рахунок зважування кістяка у воді, тиск води більше, ніж це "полегшення", і сумарний тиск обводненого ґрунту на стіну більше, ніж необводненого.

Ординати епюри тиску s _x при гладкій стіні й горизонтальному засипанні рівні

Тут другий доданок залежить від тиску води.

 Яким чином відрізняється тиск ґрунту на стіну "по Кулону" від тиску по теорії граничної рівноваги (активний і пасивний)?

Активний тиск може дорівнювати тиску "по Кулону" або бути більше його (на кілька відсотків). Пасивний тиск може дорівнювати тиску "по Кулону" або різко перевищувати його (в окремих випадках навіть у три рази).

 Які припущення робляться при розрахунку гнучких підпірних стін? Що таке "коефіцієнт постелі"?

При розрахунку гнучких підпірних стін передбачається, що ордината епюри бічного тиску ґрунту на стіну пов'язана із прогином стіни в цьому місці - чим більше прогин, тим менше тиск. Коефіцієнт постелі - це коефіцієнт пропорційності між переміщенням і тиском, що має розмірність, що збігається з розмірністю питомої ваги.

 Як розраховується підпірна стіна з ламаною задньою гранню?

Cтіна продовжується до верху й розраховується начебто нахил задньої грані всюди однаковий, а потім із цієї епюри використається тільки та частина, що доводиться на фактично існуючу ділянку стіни. У цілому епюра виходить ламаною.

 

УКОСИ

 Що називається укосом?

Укосом називається штучно створена похила поверхня, що обмежує природний ґрунтовий масив або насип.

 Що таке закладення укосу? Де перебуває брівка укосу? Для чого влаштовуються берми?

Закладення укосу - це горизонтальна його проекція. Брівка укосу - лінія, що перебуває там, де починається горизонтальна частина - його гребінь. Берми - горизонтальні площадки, які влаштовуються для загального уположення укосу, а також по технологічних обставинах (рис.М.15.2).

Рис.М. 15.2. Укоси:  а - основні розміри; б, в, г - укоси з різним ухилом: 1 - підніжжя; 2 - поверхня; 3 - брівка; 4 - берма; 5 - гребінь

 Від яких факторів залежить стійкість укосів?

Стійкість укосів залежить від:

- міцності ґрунтів під укосом і в його основі, причому характеристики міцності можуть змінюватися згодом;

- питомої ваги ґрунтів під укосом і в його основі;

- крутості укосу;

- висоти укосу;

- навантажень на поверхні укосу;

- фільтрації води через укіс;

- положення рівня води, що насичує ґрунт у тілі укосу.

Укоси земляних гребель і дамб у підводній частині звичайно більше пологі, чим у надводній.

 Який характер може носити руйнування укосу?

Руйнування укосу може відбуватися раптово й носити характер обвалу або обпливання, а також проявлятися у вигляді тривалого оповзання, що особливо характерно для глинистих ґрунтів. У ряді випадків ґрунти основ під укосом є менш міцними, чим ґрунти в тілі укосу. Тоді стає можливим їхнє видавлювання з-під укосу, з обваленням усього укосу або його частини.

 Які основні причини можуть викликати порушення стійкості укосів? Якими заходами можна збільшити стійкість укосів?

Можливі причини порушення стійкості укосу:

- зайва його крутість;

- підрізування укосу в нижній частині;

- обважнення укосу внаслідок зволоження ґрунту;

- зменшення величини міцнистних характеристик ґрунту тіла укосу внаслідок зволоження або інших обставин;

- навантаження на гребені укосу;

- динамічний вплив і т.д.

Заходи щодо збільшення загальної стійкості:

1) уположення укосу (рис. М. 15.2,б); 2) пригрузка його нижньої частини (рис. М. 15.2,г); 3) дренування укосу; 4) закріплення ґрунтів тіла укосу; 5) застосування паль; 6) пристрій підпірної стіни й т.д. Зміцнення поверхні укосу може бути досягнуто пристроєм одягу, висівом трав з міцною кореневою системою і т. д.

 Який укіс називається гранично стійким?

Гранично стійким називається укіс, під яким у кожній точці ґрунт перебуває в гранично напруженому стані. Теоретично гранично стійкий укіс із сипучого ґрунту - піску має прямолінійний контур з кутом нахилу до горизонту, рівним куту внутрішнього тертя. Гранично стійкий укіс зі зв'язного глинистого ґрунту криволінійний (див. рис. М. 13.25), донизу він поступово уполажується і прагне до нахилу, що наближається до кута внутрішнього тертя. Найбільш раціональний обрис укосу - близький до гранично стійкого.

 Яким чином проводиться розрахунок стійкості укосів по методу круглоциліндричних поверхонь? Як розрахувати різнорідний укіс по методу круглоциліндричних поверхонь?

По методу круглоциліндричних поверхонь проводиться серія можливих дуг окружностей і для кожної з них складається відношення моментів утримуючих і зрушуючих сил, . Далі відшукується методом пробних пошуків мінімум цього відношення. У тому випадку, якщо укіс різнорідний, то зона, що обмежує поверхнею укосу й дугою проведеної окружності, ділиться на вертикальні рівні по ширині відсіки, а для кожного з них складаються величини моментів утримуючих  сил, що зрушують. Далі моменти утримуючих  сил, що зрушують, окремо підсумуються й відшукується їхнє відношення, що називається коефіцієнтом надійності. Наступний заключний етап - пошук мінімального значення коефіцієнта надійності (рис. М. 15.7).

Рис.М. 15.7. Розрахунок стійкості укосу по методу круглоциліндричних поверхонь:  а - проведення круглоцилиндрических поверхонь для пошуку найнебезпечніших (положення центра й радіуса з умови мінімуму); б - ділення укосу на вертикальні відсіки

 Яким чином відшукуються положення центра і радіуса дуги окружності, по якій найбільш імовірне ковзання в укосі?

Відшукується така дуга окружності, для якої відношення моментів сил утримуючих і сил сдвигающих мінімально. Для цієї мети береться не менш дев'яти положень центрів дуг, а потім графічно відшукується мінімальне значення відншення цих моментів.

 У яких випадках можна обійтися без розрахунків стійкості укосів?

Розрахунок стійкості укосів обов'язково робиться при їхній висоті більше 5 м. Однак при несприятливих умовах варто проводити перевірку стійкості укосів і при менших їхніх висотах, наприклад при наявності фільтрівної води, шаруватого нашарування ґрунтів з падаючими шарами й ін. Крутість невисоких до 5 м укосів при сприятливих умовах звичайно нормується по виду й стану ґрунтів, а також висоті укосів з умов техніки безпеки.

 Що таке "притулений укіс" і які передумови його розрахунку?

Притулений укіс покоїться звичайно на більш щільному й міцному ґрунті (рис.15.10). Тому поверхнею ковзання служить контур поверхні більш міцного ґрунту. Складається умова рівноваги маси ґрунту, що може сповзти, і обчислюється відношення сумарних сил, що втримують укіс і викликають його сповзання. Це відношення називається коефіцієнтом надійності.

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: