Punkt_2_1

2. Определение давления грунтов на подпорную стенку и ее устойчивости

Подпорные стенки устраиваются для удержания склонов и откосов, если их крутизна превышает предельно допустимую.
Давление грунтов на подпорные стенки зависит от свойств грунтов засыпки, их изменения во времени и размеров самих подпорных стенок.
Давление грунта, которое передается со стороны грунтовой толщи на подпорную стенку, называется активным. Противодавление грунта, передаваемое от подпорной стенки и воспринимаемое грунтом, является пассивным давлением или отпором.
Пассивное давление и активное давление соответствуют двум крайним случаям предельного напряженного состояния массива грунта у подпорной стенки при ее перемещении.
Когда подпорная стенка не испытывает горизонтальных перемещений, то в массиве грунта возникает давление покоя.
Для определения активного давления принимают следующие допущения: поверхность скольжения плоская; грунт однородный; из возможных плоскостей скольжения выбирается та поверхность, при которой давление грунта на подпорную стенку будет максимальным.
Эти допущения упрощают расчеты и в тоже время расхождение с точным решением с использованием метода теории предельного равновесия (криволинейная поверхность скольжения) не превышает 2-3%. 2.1 Расчет устойчивости подпорной стенки в связном грунте

Таблица 2.1 Исходные данные
№ варианта
H, м
hзагл, м
2b, м

·, кН/м3

·, град
С, кПа

1
2
3
4
5
6
7

21
7
1,6
3,2
20,9
24
16


Требуется построить эпюру активного давления грунта на подпорную стенку, рассчитать полное давление грунта на стенку Еа и определить точку его приложения; построить эпюру пассивного давления (отпора) грунта, рассчитать полное пассивное давление En и точку его приложения; определить устойчивость подпорной стенки на опрокидывание.
Эпюра активного давления для песчаного грунта будет иметь вид треугольника.
Максимальные ординаты эпюр активного давления определяются при z=H и пассивного при z= hзагл.
Поскольку связный грунт обладает сцеплением, которое связывает его частицы в массиве засыпки, то активное давление на подпорную стенку (Ра) меньше, чем при засыпке несвязным грунтом (Ра’): т.е. Ра=Ра’-Ре, где
P’a=
··H·tg2(45 -
·/2), кПа (2.1)
где
· – удельный вес, 20,9 кН/м3;
H – высота подпорной стенки, 7 м;

· – угол внутреннего трения, 24°.
Ра’=20,9·7· tg2(45 - 24/2)=61,7 кПа
Давление связности:
Pе=
··hc·tg2(45 -
·/2)=2·C· tg(45-
·/2),кПа
где С – сцепление, 16кПа. (2.2)
Вычисляем высоту hc:
hc=2·C/(
·· tg(45-
·/2), м (2.3)
Тогда:
hc=2·16/( 20,9· tg(45-24/2)=2,36, м
Pе= 20,9·2,36·tg2(45 - 24/2)=20,8,кПа
Pе= 2·16· tg(45-24/2)=20,8,кПа
Вычисляем ординату активного давления грунта на подпорную стенку:
Pa=61,7-20,8=40,9, кПа
Определяем пассивное давление грунта на уровне подошвы фундамента:
Pn=
··hзагл·tg2(45 +
·/2)+ 2·C· tg(45+
·/2), кПа (2.4)
где hзагл – заглубление фундамента, 1,6 м.
Тогда:
Pn= 20,9·1,6·tg2(45 + 24/2) +2·16· tg(45+24/2)= 128,57 кПа.
Ордината эпюры пассивного давления грунта на уровне верха фундамента подпорной стенки (hзагл=0) определяем по формуле:
P’n=2·C· tg(45+
·/2), кПа (2.5)
Тогда:
P’n=2·16· tg(45+24/2)=49,3 кПа.
Вычисляем равнодействующие активного и пассивного давлений:
Ea=
··(H)2/2·tg2(45 -
·/2)- 2·C·Н· tg(45-
·/2)+2С2/
·, кН/м (2.6)
En=
··(hзагл)2/2·tg2(45 +
·/2)+ 2·C· hзагл · tg(45+
·/2), кН/м (2.7)

Тогда:
Ea= 20,9·(7)2/2·tg2(45 - 24/2)- 2·16·7· tg(45-24/2)+2·162/ 20,9 = 94,98 кН/м,
En= 20,9·(1,6)2/2·tg2(45 + 24/2)+ 2·16· 1,6 · tg(45+24/2)=142,27 кН/м.

Определим точки приложения Ea и En от подошвы фундамента стенки:
ea=1/3·Hс, м (2.8)
где Нс=Н-hc=7-2,36= 4,64 м (2.9)
тогда ea=1/3·4,64=1,55 м.
en=1/3·hзагл·(Рn+2·Pn’)/( Рn+Pn’), м (2.10)
тогда en=1/3·1,6·(128,57+2·49,3)/( 128,57+49,3)=0,7 м.

Разбиваем подпорную стенку условно на 3 простые фигуры (рисунок 4). Для них:
e1=1,6 м; A1 = 3,2·1,6 = 4,99м2;
e2=1,87 м; A2 = 0,5·5,4·1,6= 4,32 м2;
e3=2,8 м; A3 = 0,8·5,4 = 4,32 м2;

Определим собственный вес трех фигур:
Gi=Ai·l·
·б, кН (2.11)
где Ai – площадь i-ой фигуры, м2;

·б – удельный вес материала стенки (для бетона равен 24 кН/м3).

Тогда:
G1=4,99·1·24 = 119,76 кН
G2=4,32·1·24 = 103,68 кН
G3=4,32·1·24 = 103,68 кН

Вычисляем произведения:
G1·e1=119,76·1,6 = 191,62 кН·м
G2·e2=103,68·1,87 =193,88 кН·м
G3·e3=103,68·2,8 = 290,3 кН·м

Определим устойчивость подпорной стенки относительно точки А (рисунок 2.1):
Ky =13 QUOTE 1415
· 1,3 (2.12)
где Gi – собственный вес подпорной стенки, кН;
ei – эксцентриситет приложения, м.

Тогда:
Ky =13 QUOTE 1415 = 13 QUOTE 1415= 5,27.

Определим устойчивость подпорной стенки на сдвиг по подошве:
Kсдв = 13 QUOTE 1415
· 1,5 (2.9)
Kсдв = 13 QUOTE 1415 = 3,57.

Вывод: полученный Ky =5,27 больше 1,3, следовательно, подпорная стенка относительно точки А на опрокидывание устойчива. Полученный Kсдв =3,57 больше нормативного 1,5, следовательно, подпорная стенка на сдвиг по подошве также является устойчивой.














К

Изм.

Кол

№ докум.

Подпись

Дата

Лист



1-70 03 01-Д612-КР-14

Разработал

Минько А.А.

Руководитель

Козловский Д.С.

Консультант



Зав. каф.



Н. контр.




Определение давления грунтов на подпорную стенку и ее устойчивости

Стадия

Листов



БрГТУ, кафедра ГТК

1-70 03 01-Д612-КР-14

Лист





Заголовок 1 Заголовок 2Зђ Заголовок 34ђ Заголовок 4iђ Заголовок 5iђ Заголовок 6iђ Заголовок 7iђ Заголовок 8iђ Заголовок 915

Приложенные файлы

  • doc 18468835
    Размер файла: 961 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий