Формула боковое давление грунта – 34.Что называется коэффициентом бокового давления грунта, от чего он зависит и как связан с коэффициентом Пуаасона?

ПРИБЛИЖЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БОКОВОЙ НАГРУЗКИ НА ФУНДАМЕНТНЫЕ СТЕНЫ ОТ ГРУНТА — Мои статьи — Каталог статей

http://pgs.ag

2013г    

     Боковое давление от грунта (т.н. активное давление)на глубине h на подпорные стены и фундаменты зданий в общем случае определяются по формуле:

σ_h= γ_гр h tg²(45 – φ/2)       (1)

где

γ_гр — средняя плотность грунта;

h — глубина грунта от уровня планировки;

φ — угол внутреннего трения грунта.

     Нередко, в условиях реального проектирования, заранее неизвестно значение φ (либо, например, как в случае обратной засыпки значение φ грунта не может быть определено с достаточной точностью). В этом случае возможно вычисление бокового давления с использованием приближенной теории основанной на понятии эквивалентной плотности жидкости (ЭПЖ) [1], т.е. гидростатического давления жидкости с некой плотность, которое эквивалентно активному давление грунта, вычисленному по формуле (1). Эта теория используется в североамериканских строительных нормах. Эквивалентную плотность, другими словами, можно назвать

гидростатической плотностью грунта (ГПГ).

     В этом случае боковое давление определяется по формуле:

σ_h= K_а γ_гр h     (2)

или

σ_h= (ГПГ) h          (3)

для маловлажных грунтов значение K

а в зависимости от типа грунта можно определить по таблице:

Тип грунта	Коэффициент активного давления Ка	Удельный вес грунта, кг/м³ (средн. значения)	ГПГ, кг/м³
Песок или гравий	0,26	1840	480
Супесь	0,35	1880	660
Суглинок	0,45	1950	880
Глина	0,6	2050	1230

Следует учесть, что для обводненных грунтов ГПГ может достигать 1280-1440 кг/м³.

К_а нельзя путать с коэффициентом бокового давления грунта.

Литература

1. Миронов М.Е. Жилой дом по-американски. Расчет и конструирование — СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2011.

Задача №4. Определение давления грунта на подпорную стенку — МегаЛекции

3.4.1. Определение давления на подпорную стенку
от идеально сыпучего грунта

 

Общее выражение для определения давления сыпучих грунтов имеет следующий вид:

, (3.4.1)

где — расстояние точки от поверхности засыпки.

Максимальное активное давление грунта на вертикальную гладкую стенку при z=H:

. (3.4.2)

Эпюра распределения давления по граням стенки будет треугольной. Равнодействующая активного давления на подпорную стенку равна площади эпюры давления:

. (3.4.3)

Максимальное пассивное давление грунта на заднюю грань вертикальной стены при z= :

. (3.4.4)

Равнодействующая пассивного давления:

. (3.4.5)

Пример расчета

Дано:

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h^/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=16

0.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м³

Решение.

Активное давление грунта на подпорную стенку:

Равнодействующая активного давления:

225 кН/м.

Пассивное давление грунта на подпорную стенку:

Равнодействующая пассивного давления:

43,58 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.1).

При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

Рис.3.4.1. Расчетная схема подпорной стены

 

Определение давления на подпорную стенку от идеально сыпучего грунта с учетом пригруза на поверхности грунта

 

Действие сплошнго равномерно распределенного пригруза в этом случае заменяется эквивалентной высотой слоя грунта, равной:

. (3.4.6)

Активное давление на уровне верха подпорной стенки:

. (3.4.7)

Активное давление на подошве подпорной стенки:

. (3.4.8)

Равнодействующая активного давления:

. (3.4.9)

Пример расчета

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h^/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=16⁰.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м³.

Интенсивность пригрузки

Решение.

Эквивалентная высота слоя грунта:

2,27м.

Активное давление на уровне верха подпорной стенки:

28,36кПа.

Активное давление на подошве подпорной стенки:

103,33 кПа.

Равнодействующая активного давления:

395,07 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.2).

При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

Рис.3.4.2. Расчетная схема подпорной стены с пригрузом

 

Определение давления на подпорную стенку от связного грунта

 

Действие сил сцепления заменяется всесторонним давлением связности:

. (3.4.10)

Далее приводим давление связности по вертикали к эквивалентному слою грунта:

. (3.4.11)

Активное давление на подошве подпорной стенки:

(3.4.12)

Подставляя значения и преобразовывая, получаем:

 

. (3.4.13)

На некоторой глубине суммарное давление будет равно нулю, из условия находим высоту h_с:

. (3.4.14)

Равнодействующая активного давления:

. (3.4.15)

Равнодействующая пассивного давления в связных грунта будет равна:

. (3.4.16)

Пример расчета

Высота стенки H=6 м.

Высота заглубления стенки h^/=1,5 м.

Угол внутреннего трения грунта φ=21⁰.

Удельное сцепление грунта с=18 кПа.

Удельный вес грунта γ=22 кН/м³.

Решение:

Действие сил сцепления заменяем всесторонним давлением связности:

46,88 кПа.

Далее приводим вертикальное давление связности к эквивалентному слою грунта:

2,13м.

Активное давление на подошве подпорной стенки:

38,0 кПа.

2,37 м.

Равнодействующая активного давления:

68,97 кН/м.

Равнодействующая пассивного давления:

131,59 кН/м.

По полученным данным строим расчетную схему и эпюру напряжений (рис.3.4.3). При построении расчетной схемы и эпюр активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку следует принимать масштаб расстояний 1:50, масштаб давлений 0,025 МПа в 1 см.

 

Рис.3.4.3. Расчетная схема подпорной стены

 

---

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

76. Понятие об активном давлении и пассивном отпоре грунта

Активным давлением называется давление грунта на конструкцию (подпорную стенку). В этом случае конструкция воспринимает давление грунта и может получить наиболее вероятные смещения (1, 2)

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

77.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:

78. 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:

79. 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.

81. 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:

М.14. Расчет давления грунтов на ограждения

М.14.1. С какой целью применяются подпорные стены?

Подпорные стены применяются для удержания грунтовых массивов от сползания в том случае, когда устройство искусственного откоса невозможно, а естественный склон необходимо удерживать от сползания.

М.14.2. Чем гравитационные подпорные стены отличаются от облегченных гибких подпорных стен?

При гравитационных подпорных стенах (рис.М.14.2) устойчивость на сдвиг обеспечивается их весом (весом материала стены и грунта, находящегося над подошвой стены), а горизонтальная составляющая давления земли воспринимается силой трения, развивающейся в плоскости подошвы стены. Облегченные гибкие стены заделываются в основание и их устойчивость на сдвиг обеспечивается развитием пассивного отпора в нижней части, а также возможным наличием анкерной заделки в верхней части стены.

Рис.М.14.2. Различные виды подпорных стен: 1,2 — гравитационные; 3 — гибкая шпунтовая; 4 — диафрагмовая

М.14.3. Какой вид имеет диаграмма давления на стену в зависимости от ее поступательного перемещения?

Диаграмма давления, возникающего между засыпкой и задней гранью стены, показана на рис.М.14.3.

Рис.М.14.3. Зависимость давления грунта на стену от ее перемещения

Активное давление  минимально возможное давление, пассивное  максимально возможное давление.

М.14.4. Что называется активным давлением грунта на стену и когда оно проявляется?

Активным называется минимальное из всех возможных для данной стены давление на нее грунта, проявляющееся в том случае, если стена имеет возможность переместиться в сторону от засыпки под действием давления грунта. Активное давление иногда называется распором (рис.М.14.4,а)

Рис.М.14.4. Давление грунта на стену: а — активное; б — пассивное:1 — положение до начала перемещения стены; 2 — положение после перемещения стены; 3 — напрваление перемещения стены; 4 — направление движения грунта в призме обрушения

М.14.5. Что называется пассивным давлением грунта на стену и когда оно проявляется?

Пассивным называется максимальное из всех возможных для данной стены давление ее на грунт, проявляющееся в том случае, если стена имеет возможность перемещаться в сторону засыпки под действием внешних сил. Пассивное давление называется отпором (рис.М.14.4,б).

М.14.6. Что называется «давлением покоя» и когда оно проявляется?

Давлением покоя называется такое давление грунта на стену, которое соответствует нулевому ее перемещению, то есть это такое боковое давление, которое имеет место в массиве грунта, когда стены нет, а поверхность грунтового массива горизонтальна.

М.14.7. Какие усилия действуют на подпорную стену и как рассчитывается ее устойчивость?

На подпорную стену действует давление грунта и давление воды. Если над засыпкой имеется пригрузка, то она создает дополнительное усилие, действующее на стену. В расчете учитывается также вес стены и лежащего непосредственно над ее подошвой грунта. В связи с заглублением стены в грунт может быть учтено действующее с противоположной засыпке стороны пассивное давление (отпор), хотя это обстоятельство в запас устойчивости часто не учитывается. Если на стену постоянно действуют усилия со стороны лицевой грани, то они также принимаются в расчет.

М.14.8. Каким образом из уравнения предельного равновесия получить эпюру давления грунта на гладкую подпорную стену и действующее усилие? Показать двойственность решения.

Уравнение предельного равновесия, записанное в декартовых координатах, имеет вид

Рассматривая простейшее напряженное состояние, соответствующее гладкой без трения подпорной стене и горизонтальной поверхности засыпки, когда  _zx = 0, и извлекая корень из обеих частей этого уравнения, получим

то есть линейное уравнение относительно напряжений  _z и  _x. Напряжение _z полагается равным  _z. Находятся напряжения  _x. , то есть ординаты эпюр давления грунта на подпорную стену.

М.14.9. Каким образом влияет на величину активного и пассивного давлений на стену удельное сцепление в грунте?

При одинаковом не изменяющемся значении угла внутреннего трения  с увеличением удельного сцепления в грунте c активное давление уменьшается, а пассивное увеличивается.

М.14.10*. Каким образом влияет на величину равнодействующей активного давления грунта на подпорную стену наклон задней грани стены?

Если задняя грань стены имеет уклон в сторону засыпки, то давление уменьшается (рис.М.14.10,а), в противоположную сторону  увеличивается (рис.М.14.10,б).

Рис.М.14.10. Влияние наклона задней грани стены на величину активного давления грунта на нее

М.14.11*. Каким образом влияет на величину равнодействующей активного давления грунта на подпорную стену увеличение шероховатости задней грани?

С ростом шероховатости поверхности стены, как правило, активное давление уменьшается, а пассивное увеличивается.

М.14.12. В чем суть предложений Кулона по расчету давления грунта на подпорную стену?

По Кулону призма обрушения всегда ограничивается плоскостью (а не криволинейной поверхностью), как по теории предельного равновесия в общем случае. Далее разыскивается экстремальный случай (наклон этой плоскости) из условия максимума для активного давления и минимума для пассивного давления.

М.14.13. Какими конструктивными приемами при одинаковом объеме материала стены можно увеличить ее общую устойчивость на сдвиг и опрокидывание?

1. Часть материала гравитационной стены заменить грунтом, чтобы создать необходимый вес.

2. Устроить дренаж в засыпке.

3. Засыпку провести грунтом с возможно большим углом внутреннего трения.

4. Со стороны лицевой грани стены сделать выступ — консоль (против опрокидывания).

5. Заднюю грань стены наклонить, чтобы стена лежала на грунте.

М.14.14. Какой вид имеет эпюра реактивных давлений под подошвой стены и с помощью какого приема ее можно сделать более равномерной? Для какой цели нужно иметь более равномерную эпюру реактивных давлений?

Эпюра реактивных давлений принимается линейной (трапеция). Более равномерной ее можно сделать, увеличив выступ консоли у лицевой стороны стены. Чем равномернее эпюра давлений, тем меньше вероятность перекоса стены вследствие осадки грунта основания.

М.14.15*. Что представляет собой явление «навала» подпорной стены на грунт и от чего он возникает? Всегда ли следует его учитывать?

Явление «навала» подпорной стены на грунт связано с ее неравномерной осадкой и наклоном задней грани вследствие этой осадки в сторону засыпки (рис.М.14.15). В результате давление становится больше активного и это обстоятельство следует учитывать при расчете самой стены на прочность. Навал стены целесообразно учитывать только при высоких подпорных стенках.

Рис.М.14.15. Влияние навала высокой стены на грунт на давление на нее: а — схема перемещения стены; б — эпюра давления:1 — активное давление; 2 — пассивное давление; 3 — расчетное с учетом навала

М.14.16. Какой вид приобретает эпюра активного давления грунта с учетом явления «навала» и после трамбования засыпки? Использование какого грунта для засыпки уменьшает активное давление на стенку?

С учетом навала эпюра давления увеличивается и занимает промежуточное положение между эпюрой активного и пассивного давления (см. рис.М.14.15,б). Практически давление увеличивается до 10-15 % (на высокую стену). Такое же изменение в эпюре вызывает уплотнение засыпки трамбованием (этот эффект учитывается на глубину уплотнения). Чем больше угол внутреннего трения в грунте засыпки, тем меньше активное давление. Поэтому использование крупнообломочного грунта или крупного песка приводит к уменьшению активного давления грунта.

М.14.17*. Почему нужен дренаж за стеной и каким образом влияет наличие воды в засыпке на общее активное давление грунта на стену?

Дренаж за стеной нужен потому, что он снимает давление воды на стену и уменьшает фильтрационное противодавление на подошву грунта. При наличии дренажа увеличивается устойчивость стены. Несмотря на то, что в случае обводнения грунт «становится легче» за счет взвешивания скелета в воде, давление воды больше, чем это «облегчение», и суммарное давление обводненного грунта на стену больше, чем необводненного.

Ординаты эпюры давления  _x при гладкой стене и горизонтальной засыпке равны

Здесь второе слагаемое зависит от давления воды.

М.14.18*. Каким образом отличается давление грунта на стену «по Кулону» от давления по теории предельного равновесия (активное и пассивное)?

Активное давление может быть равно давлению «по Кулону» или быть больше его (на несколько процентов). Пассивное давление может быть равно давлению «по Кулону» или резко превышать его (в отдельных случаях даже в три раза).

М.14.19*. Какие предположения делаются при расчете гибких подпорных стен? Что такое «коэффициент постели»?

При расчете гибких подпорных стен предполагается, что ордината эпюры бокового давления грунта на стену связана с прогибом стены в этом месте  чем больше прогиб, тем меньше давление. Коэффициент постели  это коэффициент пропорциональности между перемещением и давлением, имеющий размерность, совпадающую с размерностью удельного веса.

М.14.20*. Как рассчитывается подпорная стена с ломаной задней гранью?

Cтена продолжается до верха и рассчитывается как будто наклон задней грани всюду одинаков, а затем из этой эпюры используется только та часть, которая приходится на фактически существующий участок стены. В целом эпюра получается ломаной.

Давление грунта активное — Энциклопедия по машиностроению XXL

Давление грунта активное 539, 576 — пассивное 539, 576  [c.853]

Построить эпюру активного давления грунта на подпорную стену (рис. 532) и определить величину этого давления, если Я=6 ж, объемный вес грунта у=1,6 Г/ж , угол внутреннего трения ф=30°.  [c.235]

Найти величину активного давления грунта на подпорную стену с наклонной поверхностью засыпки (рис. 540) при следую-  [c.238]

Определить величину активного давления грунта на подпорную стену с наклонной задней гранью (рис. 541), если Я= =6 ж, у=1,7 Г/ж , ф=40°, 6=20°.  [c.238]

Решение. Определим величины сил, действующих на подпорную стену. Активное давление грунта определяется по формуле  [c.238]

Таблица 1 Формулы для определения активного давления грунта на подпорную стену (при

Определить силу активного давления грунта на вертикальную грань подпорной стены. На горизонтальную поверхность  [c.362]

Решение. В задачах этого типа с нагрузкой на поверхности земли для определения активного давления грунта необходимо предварительно построить эпюру распределения давления по высоте стены. Давление в точке стены на глубине у от поверхности земли определяется по формуле  [c.362]

Определить силу активного Рис. 3.151 давления грунта на подпорную стену высотой = 4 м при наклонной поверхности земли с углом а= 15 к горизонту (рис. 3.151) у= ШкН/м Ф = 40° фо = 0.  [c.362]

Определить силу активного давления грунта на подпорную стену при наличии грунтовой воды, уровень которой находится на глубине (рис. 3.152). Объемный вес грунта у =  [c.363]

Определить силу активного давления грунта на подпорную стену с шероховатой задней поверхностью 7=16 кН/м Ф = 40 фо=10° (рис. 3.160).  [c.367]

Определить силу активного давления грунта и грунтовой воды на вертикальную грань подпорной стены (рис. 3.166) по следующим данным а) Я = 3,5 м, у =17 кН/м , ф = 40°, Яг = 2,5 м, т) = 40% б) Я = 4 м, у =16,5 кН/м , ф = 25 , Я = = 2 м, Г1 = 30%.  [c.370]

Определить активное давление грунта на верхнюю и нижнюю части подпорной стены с гранью воспринимающей поверх-  [c.370]

Определить силу активного давления грунта на верхнюю и нижнюю части подпорной стены с гранью воспринимающей поверхности в виде ломаной линии. Грунт а) растительная земля у= 16 кН/м , ф = 45°, фо = 0 (рис. 3.170, а) б) глина влажная 7=17 кН/м , ф = 50°, Фо = 0 (рис. 3.170, б).  [c.371]

Определить силу активного давления грунта на верхнюю и нижнюю части подпорной стены с ломаной гранью задней поверхности. Грунт а) песок влажный у =18 кН/м , ф = 40°, Фо = 0 (рис. 3.171, а) б) глина сухая 7=16 кН/м , ф = 40°.  [c.371]

Определить силу активного давления грунта на подпорную стену (рис. 3.174) с шероховатой задней поверхностью по следующим данным а) Я = 4,3 м грунт —сухой суглинок 7=15 кН/м , ф = 40°, Фо = 12° б) Я = 3,80 м грунт — сухой песок 7=16 кН/м , ф = 30°, фо = 8°.  [c.372]

Построить эпюру давлений и определить силу активного давления грунта на вертикальную гладкую стену при горизонтальной засыпке (рис. 3.176) с учетом сцепления грунта по  [c.372]

Решение. 1. Определяем активное давление грунта на стену. Строим эпюру давлений, предварительно определив высоту эквивалентного слоя грунта й = = р/7 = 6/16,5 = 0,364 м. Давление у верха стены  [c.373]

Определяем силы активного давления грунта на отдельные участки задней грани стены и положения точек их приложения к стене  [c.376]

Угол трения грунта по кладке фо = 0. Коэффициент трения кладки по бетону /1 = 0,70, коэффициент трения бетона по грунту /2 = 0,50. Активное давление грунта учесть с о еих сторон. Объемный вес бетона Уб 22 кН/м .  [c.377]

Точно так же если горизонтальные давления Ох, которые мы вычислили при помощи уравнений (15.18) и (15.19), воспринимаются совершенно гладкой вертикальной стенкой или брусом, то следует ожидать значительно большей силы 1, если надвигать брус на песок (рис. 15.8, а), чем если вытаскивать брус, двигая его горизонтально Е2) (рис. 15.8,6). В теории давления грунта на подпорные стенки величину Е называют пассивным, а Е2 — активным давлением грунта, соответствующими уравнениям (15.18) и (15.19).  [c.539]

Влиянием активного давления грунта при перемещении опоры в котловане под действием нагрузки в расчетах закрепления пренебрегаем вследствие малого значения этого фактора.  [c.280]

Большой интерес представляет определение того бокового давления грунта, которое оно оказывает в состоянии полного покоя на подпорные стенки. Опыт приводит к заключению о том, что боковое давление покоя намного больше, чем так называемое активное давление грунта, которое возникает в момент начального сдвига стенки. Боковое давление в состоянии покоя на вертикальную грань А В стенки можно вычислить по горизонтальному напряжению а , возникающему на вертикальной площадке неограниченной массы грунта, если его горизонтальная поверхность свободна (рис. 7) В действительности наличие стенки вызовет известное нарушение закономерности напряженного состояния, присущей неограниченному массиву грунта.  [c.13]

По Кулону боковое давление грунта на смещающуюся стенку » (так называемое активное давление) определяется без введения связи  [c.17]

Четкое понимание решения самых различных статических задач по Кулону весьма важно, так как это дает возможность осуществить указанный деформационный расчет путем последовательных приближений (итерацией). Ниже будет изложена теория Кулона для активного и пассивного давлений, а также рассмотрены деформационные статические и динамические расчеты бокового давления грунта.  [c.20]

Рассмотрим стенку с вертикальной задней гранью АВ и гори зонтальной поверхностью грунта (рис. 44, а). Найдем наибольшее активное давление грунта, применяя теорию Кулона и полагая сцепление с постоянным в любой плоскости сползания BS. Обозначая высоту стенки h и угол наклона линии сползания через 0, получим следующее выражение веса призмы сползания  [c.61]

При расчете устойчивости и прочности тонкой стенки особое внимание уделяют изучению распределения давления грунта по высоте ее заложения АВ. Сопротивление грунта по основанию при малой ширине а и действии горизонтальных сил не учитывают. Наоборот, для массивной стенки при относительно большой ширине фундамента а грунтовое основание оказывает сушественное влияние на сопротивление действию горизонтальных и вертикальных сил. На подошву фундамента стенки со стороны основания действуют распределенные вертикальные реактивные давления и горизонтальная реакция, уравновешивающие действие активных сил (G, а. В ).  [c.74]

При значительном повороте стенки точка приложения активного давления смещается вниз на величину ба, что учитывается при деформационном расчете бокового давления грунта на подпорные стенки. Внося выражения (а), (б) и (в) в (5.55), получаем  [c.126]

Таким образом, по точке приложения эпюры относительных деформаций e t, распределенных по высоте призмы при ее динамических перемещениях u t, можно определить точку приложения активного давления грунта Е .  [c.167]

Рассматривая условие динамического равновесия стойки (рис. 104, а), которая находится под действием силы активного давления грунта от призмы сползания Е , силы инерции стенки /ст, силы  [c.198]

Активное и пассивное давления грунта  [c.225]

В расчетном отношении шпунтовая стена может быть представлена балкой, загруженной активным давлением грунта со стороны засыпки и удерживаемой усилиями защемления в грунте. Помимо этого, на стену действует пассивное давление грунта в виде отпора, который может в несколько раз превышать активное давление. В общем случае эпюра пассивного давления грунта на шпунтовую стену имеет криволинейный характер. Эпюра активного давления изменяется с глубиной линейно (рис. 16.16, а).  [c.420]

В почвах и грунтах возникают особые условия, характеризующиеся определенным давлением воздуха, влажностью и температурой. Эти условия оказывают весьма существенное влияние на коррозионную активность среды. Поэтому при изучении почв и грунтов с точки зрения их агрессивных свойств большое значение придается изучению почвенно-грунтового климата.  [c.74]

Определить силу активного давления грунта на верхнюю п нижнюю части подпорной стены с гранью воспринимающей поверхности в впде ломаной линии (рис. 3.155, а) 7= 16кН/м Ф = 40 фо = 0.  [c.364]

Построить зпюры давлений грунта на вертикальную гладкую стену при горизонтальной засыпке в двух вариантах 1) без учета сил сцепления в грунте, 2) с учетом сил сцепления определить активное давление (рпс. 3.102, а). Грунт — влажный суглинок 7=17 кН/м ф = 45 у,т,ельиое сцепление с = 8 кН/м  [c.368]

Определяем напряжения в грунте. Наибольш напряжение в грунте определяем по формуле для неравномерного сжатия. Находим точку пересечения равнодействртщей вертикальных сил и активного давления грунта с подошвой фундамента и эксцентриситет вертикальной силы, сжимающей грунт.  [c.374]

Понимая трудность получения конечных выражений для поля напряжений у подпорной стенки из уравнений (15.67), Кёттер в работе 1903 г. предложил определять, по крайней мере, форму линии скольжения АС (рис. 15.21), которая начинается у основания Л подпорной стенки, из условия аналитического максимума горизонтальной составляющей Ев активного давления грунта Е. Тем самым ставится вариационная задача. (См. критические замечания в цитированных выше статьях Рейсснера.)  [c.558]

Добавим, что при таком двумерном течении материал движется по линиям течения, которые отходят от жестких плит вертикально, но быстро загибаются, превращаясь в горизонтальные линии, вдоль которых компонента скорости, параллельная оси, возрастает. В обоих случаях, представленных картинами линий скольжения на рис. 15.35, рис. 15.36, пластичный материал между пластинами течет в направлении отрицательной полуоси х лишь в одну сторону под некоторым перепадом давления, действующим в этом направлении. В первом случае, очевидно, этот перепад является пассивной реакцией на высокие давления, создаваемые в материале сближающимися плитами, тогда как во втором (рис. 15.36) именно перепад давления в действительности является активным источником всякого движения и несколько раздвигает плиты. Используя терминологию теории давления грунтов, мы можем сказать, что дасзления в первом и во втором случаях являются соответственно пассивным и активным.  [c.576]

Верхний знак (минус) в формуле (32) соответствует наибольшему давлению грунта на поддерживающее сооружение (активное давление), нижний (плюс) — наименьшей реакции (отпору) грунта, противодействующей смещению поддерживающего сооружения. Однако противодействие грунта начинает сказываться лишь при начавшемся смещении поддерживающего сооружения, когда про-изшло некоторое, иногда существенное, дополнительное уплотнение грунта в области, прилегающей к сооружению. Поэтому учитывать действие отпора при расчете устойчивости следует с большой осмотрительностью.  [c.174]

При малой высоте h заложения фундамента массивной стенки )аспределение боковых сопротивлений по ее граням не уточняют. 1ри этом по задней грани АВ находят активное давление Е , и по передней грани D пассивное давление заменяют активным, полагая, что боковые смещения стенки незначительны и со стороны грунта нельзя ожидать полного пассивного сопротивления. Следует, однако, заметить, что пренебрежение влиянием перемещений стенки (которое лежит в основе всех теорий предельного равновесия и, в частности, теории Кулона) может дать неправильные результаты для основного давления грунта на ее заднюю грань. Поэтому в ответственных случаях следует боковое давление грунта по граням массивной стенки находить, так же как и для жестких тонких стенок, в соответствии с картиной ее перемещения в грунтовой среде, применяя кинематическую теорию давления (см. гл. 4).  [c.74]

Большое практическое значение имеет решение задачи о расчете стоек обсыпных или ограждающих сооружений на действие динамической нагрузки на поверхности грунта [42]. При решении этой задачи необходимо найти динамическое активное боковое давление грунта от односторонней засыпки, на поверхности которой действует как распределенная вертикальная нагрузка p(t), так и мгновенный распределенный импульс So (рис. 103). Кроме реактивного давления грунта по передней грани стенки Е , которое будем определять, пользуясь винклеровой моделью, вводим силу сопротивления Dj, зависящую от трения и скорости поворота стенки. Для упрощения в кинематике явления полагаем стойку высотой Н шарнирно опертой нижним концом в точке О. Перемещение жесткой стенки определяем углом поворота ее оси. Глубина заложения стойки в грунт h, а коэффициент постели грунта у низа стенки к=Сф, где Ь — перпендикулярный размер ограждения. С — коэффициент бокового упругого сжатия грунта на глубине к.  [c.197]

Если провести мысленно вертикальную плоскость в массиве грунта, ограниченном горизонтальной поверхностью, то боковое давление на эту плоскость не будет зависеть от сцепления и внутреннего трения в грунте, а будет определяться исключительно его упругими свойствами. Это давление носит название боковое давление в состоянии покоя . Такое давление оказывает грунт на вертикальную жёсткую, абсолютно неподвижную подпорную стенку. В случае, если грунт находится при этом под действием собственного веса или равномерно распределённой нагрузки, отношение наименьшего к наибольшему главному напряжению (°п1-°1) ожет быть названо коэфициентом упругого давления. В литературе это отношение часто называют коэфициентом бокового давления в состоянии покоя и обозначают довели под влиянием давления земли подпорная стенка может смещаться, то давление на неё падает, пока не доходит до определённого предела, при котором перестаёт зависеть от упругих свойств грунта. Последний переходит в пластическое состояние и в нём образуются поверхности скольжения, после чего боковое давление на вертикальную, абсолютно гладкую стенку полностью определяется сопротивлением грунта сдвигу. Это будет активное давление грунта. Оно является минимальным пределом бокового давления, при котором нормальные напряжения по вертикальной поверхности являются наименьшими главными  [c.225]

---

М.14. Расчет давления грунтов на ограждения

М.14.1. С какой целью применяются подпорные стены?

Подпорные стены применяются для удержания грунтовых массивов от сползания в том случае, когда устройство искусственного откоса невозможно, а естественный склон необходимо удерживать от сползания.

М.14.2. Чем гравитационные подпорные стены отличаются от облегченных гибких подпорных стен?

При гравитационных подпорных стенах (рис.М.14.2) устойчивость на сдвиг обеспечивается их весом (весом материала стены и грунта, находящегося над подошвой стены), а горизонтальная составляющая давления земли воспринимается силой трения, развивающейся в плоскости подошвы стены. Облегченные гибкие стены заделываются в основание и их устойчивость на сдвиг обеспечивается развитием пассивного отпора в нижней части, а также возможным наличием анкерной заделки в верхней части стены.

Рис.М.14.2. Различные виды подпорных стен: 1,2 — гравитационные; 3 — гибкая шпунтовая; 4 — диафрагмовая

М.14.3. Какой вид имеет диаграмма давления на стену в зависимости от ее поступательного перемещения?

Диаграмма давления, возникающего между засыпкой и задней гранью стены, показана на рис.М.14.3.

Рис.М.14.3. Зависимость давления грунта на стену от ее перемещения

Активное давление  минимально возможное давление, пассивное  максимально возможное давление.

М.14.4. Что называется активным давлением грунта на стену и когда оно проявляется?

Активным называется минимальное из всех возможных для данной стены давление на нее грунта, проявляющееся в том случае, если стена имеет возможность переместиться в сторону от засыпки под действием давления грунта. Активное давление иногда называется распором (рис.М.14.4,а)

Рис.М.14.4. Давление грунта на стену: а — активное; б — пассивное:1 — положение до начала перемещения стены; 2 — положение после перемещения стены; 3 — напрваление перемещения стены; 4 — направление движения грунта в призме обрушения

М.14.5. Что называется пассивным давлением грунта на стену и когда оно проявляется?

Пассивным называется максимальное из всех возможных для данной стены давление ее на грунт, проявляющееся в том случае, если стена имеет возможность перемещаться в сторону засыпки под действием внешних сил. Пассивное давление называется отпором (рис.М.14.4,б).

М.14.6. Что называется «давлением покоя» и когда оно проявляется?

Давлением покоя называется такое давление грунта на стену, которое соответствует нулевому ее перемещению, то есть это такое боковое давление, которое имеет место в массиве грунта, когда стены нет, а поверхность грунтового массива горизонтальна.

М.14.7. Какие усилия действуют на подпорную стену и как рассчитывается ее устойчивость?

На подпорную стену действует давление грунта и давление воды. Если над засыпкой имеется пригрузка, то она создает дополнительное усилие, действующее на стену. В расчете учитывается также вес стены и лежащего непосредственно над ее подошвой грунта. В связи с заглублением стены в грунт может быть учтено действующее с противоположной засыпке стороны пассивное давление (отпор), хотя это обстоятельство в запас устойчивости часто не учитывается. Если на стену постоянно действуют усилия со стороны лицевой грани, то они также принимаются в расчет.

М.14.8. Каким образом из уравнения предельного равновесия получить эпюру давления грунта на гладкую подпорную стену и действующее усилие? Показать двойственность решения.

Уравнение предельного равновесия, записанное в декартовых координатах, имеет вид

Рассматривая простейшее напряженное состояние, соответствующее гладкой без трения подпорной стене и горизонтальной поверхности засыпки, когда  _zx = 0, и извлекая корень из обеих частей этого уравнения, получим

то есть линейное уравнение относительно напряжений  _z и  _x. Напряжение _z полагается равным  _z. Находятся напряжения  _x. , то есть ординаты эпюр давления грунта на подпорную стену.

М.14.9. Каким образом влияет на величину активного и пассивного давлений на стену удельное сцепление в грунте?

При одинаковом не изменяющемся значении угла внутреннего трения  с увеличением удельного сцепления в грунте c активное давление уменьшается, а пассивное увеличивается.

М.14.10*. Каким образом влияет на величину равнодействующей активного давления грунта на подпорную стену наклон задней грани стены?

Если задняя грань стены имеет уклон в сторону засыпки, то давление уменьшается (рис.М.14.10,а), в противоположную сторону  увеличивается (рис.М.14.10,б).

Рис.М.14.10. Влияние наклона задней грани стены на величину активного давления грунта на нее

М.14.11*. Каким образом влияет на величину равнодействующей активного давления грунта на подпорную стену увеличение шероховатости задней грани?

С ростом шероховатости поверхности стены, как правило, активное давление уменьшается, а пассивное увеличивается.

М.14.12. В чем суть предложений Кулона по расчету давления грунта на подпорную стену?

По Кулону призма обрушения всегда ограничивается плоскостью (а не криволинейной поверхностью), как по теории предельного равновесия в общем случае. Далее разыскивается экстремальный случай (наклон этой плоскости) из условия максимума для активного давления и минимума для пассивного давления.

М.14.13. Какими конструктивными приемами при одинаковом объеме материала стены можно увеличить ее общую устойчивость на сдвиг и опрокидывание?

1. Часть материала гравитационной стены заменить грунтом, чтобы создать необходимый вес.

2. Устроить дренаж в засыпке.

3. Засыпку провести грунтом с возможно большим углом внутреннего трения.

4. Со стороны лицевой грани стены сделать выступ — консоль (против опрокидывания).

5. Заднюю грань стены наклонить, чтобы стена лежала на грунте.

М.14.14. Какой вид имеет эпюра реактивных давлений под подошвой стены и с помощью какого приема ее можно сделать более равномерной? Для какой цели нужно иметь более равномерную эпюру реактивных давлений?

Эпюра реактивных давлений принимается линейной (трапеция). Более равномерной ее можно сделать, увеличив выступ консоли у лицевой стороны стены. Чем равномернее эпюра давлений, тем меньше вероятность перекоса стены вследствие осадки грунта основания.

М.14.15*. Что представляет собой явление «навала» подпорной стены на грунт и от чего он возникает? Всегда ли следует его учитывать?

Явление «навала» подпорной стены на грунт связано с ее неравномерной осадкой и наклоном задней грани вследствие этой осадки в сторону засыпки (рис.М.14.15). В результате давление становится больше активного и это обстоятельство следует учитывать при расчете самой стены на прочность. Навал стены целесообразно учитывать только при высоких подпорных стенках.

Рис.М.14.15. Влияние навала высокой стены на грунт на давление на нее: а — схема перемещения стены; б — эпюра давления:1 — активное давление; 2 — пассивное давление; 3 — расчетное с учетом навала

М.14.16. Какой вид приобретает эпюра активного давления грунта с учетом явления «навала» и после трамбования засыпки? Использование какого грунта для засыпки уменьшает активное давление на стенку?

С учетом навала эпюра давления увеличивается и занимает промежуточное положение между эпюрой активного и пассивного давления (см. рис.М.14.15,б). Практически давление увеличивается до 10-15 % (на высокую стену). Такое же изменение в эпюре вызывает уплотнение засыпки трамбованием (этот эффект учитывается на глубину уплотнения). Чем больше угол внутреннего трения в грунте засыпки, тем меньше активное давление. Поэтому использование крупнообломочного грунта или крупного песка приводит к уменьшению активного давления грунта.

М.14.17*. Почему нужен дренаж за стеной и каким образом влияет наличие воды в засыпке на общее активное давление грунта на стену?

Дренаж за стеной нужен потому, что он снимает давление воды на стену и уменьшает фильтрационное противодавление на подошву грунта. При наличии дренажа увеличивается устойчивость стены. Несмотря на то, что в случае обводнения грунт «становится легче» за счет взвешивания скелета в воде, давление воды больше, чем это «облегчение», и суммарное давление обводненного грунта на стену больше, чем необводненного.

Ординаты эпюры давления  _x при гладкой стене и горизонтальной засыпке равны

Здесь второе слагаемое зависит от давления воды.

М.14.18*. Каким образом отличается давление грунта на стену «по Кулону» от давления по теории предельного равновесия (активное и пассивное)?

Активное давление может быть равно давлению «по Кулону» или быть больше его (на несколько процентов). Пассивное давление может быть равно давлению «по Кулону» или резко превышать его (в отдельных случаях даже в три раза).

М.14.19*. Какие предположения делаются при расчете гибких подпорных стен? Что такое «коэффициент постели»?

При расчете гибких подпорных стен предполагается, что ордината эпюры бокового давления грунта на стену связана с прогибом стены в этом месте  чем больше прогиб, тем меньше давление. Коэффициент постели  это коэффициент пропорциональности между перемещением и давлением, имеющий размерность, совпадающую с размерностью удельного веса.

М.14.20*. Как рассчитывается подпорная стена с ломаной задней гранью?

Cтена продолжается до верха и рассчитывается как будто наклон задней грани всюду одинаков, а затем из этой эпюры используется только та часть, которая приходится на фактически существующий участок стены. В целом эпюра получается ломаной.

34.Что называется коэффициентом бокового давления грунта, от чего он зависит и как связан с коэффициентом Пуаасона?

Коэффициентом бокового давления грунта ξ называется отношение приращения бокового давления Δσ_x(илиΔσ_y) к приращению вертикального давления Δσ_z, при обязательном отсутствии боковых деформаций (ε_x= ε_y =0), то есть

; ε_x= ε_y =0.

Боковое давление в этом случае является реактивным. Примером может служить грунт, обжимаемый в одометре (компрессионном приборе). Коэффициент бокового давления зависит от вида грунта, его плотности и влажности. С коэффициентом Пуассона он связан следующей зависимостью:

Он изменяется в пределах от 0 до 1.

35 Закон Дарси. Какова размерность коэффициента фильтрации? От чего он зависит? Что такое начальный градиент фильтрации?

Закон Дарси записывается так:

то есть, скорость фильтрации грунтовых вод прямо- пропорциональна градиенту напора I и некоторому коэффициенту характеризующему водопроницаемость грунта, т.е.коэффициенту фильтрации к_ф. Коэффициент фильтрации зависит от вида грунта, размера его пор (то есть от линейного размера пор, но не пористости), от температуры жидкости (меняется ее вязкость).

Начальный градиент фильтрации — величина градиента фильтрации в глинистых грунтах, при котором начинается практически ощутимая фильтрация. Закон Дарси с учётом начального градиента фильтрации выражается следующим образом:

при

v_ф = 0 при I ≤ I₀

36. Закон Кулона. Что называется углом внутреннего трения?

Под действием внешней нагрузки в отдельных точках (областях) грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи между частицами грунта, при этом возникнут скольжения (сдвиги), и прочность грунта может быть превзойдена.

Внутренним сопротивлением части в песках будет лишь трение, а в глинах (связных грунтах) плюс вязкие, водно-коллоидные связи. Разделить эти сопротивления не представляется возможным.

Закон Кулона (1773г.) имеет следующий вид :

а формулируется: предельное сопротивление грунтов сдвигу прямо пропорционально нормальному давлению.

φ –угол внутреннего трения — параметр линейного графика среза образца грунта;

tgφ—коэффициент внутреннего трения; c— удельное сцепление.

Результаты испытания глинистого грунта прямым срезом.

37. От чего зависит угол внутреннего трения песка? Что такое угол естественного откоса и совпадает ли он с углом внутреннего трения?

Угол внутреннего трения зависит от крупности и минералогического состава песка, от его пористости и в значительно меньшей степени от влажности (часто от влажности совсем не зависит). Угол внутреннего трения не совпадает по своей величине с углом естественного откоса, именуемого иногда углом «внешнего трения». Угол естественного откоса влажного песка может быть больше угла внутреннего трения, так как в этом случае действуют капиллярные силы, удерживающие откос от разрушения.

38. Чем вызвано сопротивление срезу связного грунта (глинистого грунта)?

Сопротивление срезу связного глинистого грунта характеризуется междучастичными связями — пластичными водно-коллоидными и хрупкими цементационными связями.