Menu

Пассивное давление грунта

При движении стенки на грунт под действием внешней активной силы возникающие напряжения ах = сгх > а2 = а3. Поэтому условие предельного равновесия элемента будет в форме (2.49)

о' = а* = аг (45° + с?/2) + 2 с (45° + ср/2),

а угол наклона площадок скольжения к горизонтальным главным равен 45 — ф/2 (рис. 6.7).

Еа = | а.ск = (тгРй*/2 + <7Й) (45° + ср/2) + 2сН (45° + ср/2). (6.9)

Эпюры пассивного давления в случае несвязного грунта (с = 0) и отсутствия пригрузки ^ треугольные (рис. 6.7, б), а при наличии пригрузки или сцепления — трапецеидальные (рис. 6.7, в).

а равнодействующая пассивного давлени я определится как (6.8)

Учитывая, что сгг = угрг + Я> получим выражение для определения пассивного давления

Для определения пассивного давления — отпора грунта в случае шероховатых наклонных стенок и наклонной поверхности грунта может также применяться расчетная схема Ш. Кулона, рассматривающая предельное равновесие выпираемого по плоской поверхности скольжения недеформируемого клина. Расчетная схема будет аналогична приведенной на рис. 6.4, но в отличие от случая активного давления будут обратны по направлению силы трения по плоскостям

[image]

Рис. 6.7. Пассивное давление грунта на вертикальную гладкую стенку: а — линии скольжения; 6 — давление несвязного грунта; в — давление связного грунта

 Еи = О зш (0 + ®)/зш (90° + ш + е — ср + 0). (6.10)

Также может применяться графический вариант решения этой задачи К- Кульмана с использованием построения, аналогичного приведенному на рис. 6.6 для случая активного давления, но только также с противоположным направлением сил трения по границам клина выпора.

В случае идеально гладкой вертикальной стенки (со = 0) и горизонтальной поверхности грунта строгое решение теории предельного равновесия, использование предельных соотношений между главными напряжениями на контакте стенки с грунтом, аналитическое решение по схеме отвердевшего клина выпора Ш. Кулона или графическое, например К- Кульмана, в определении Еа приводят к совпадающему результату.

Если для случая активного давления отмечается близость результатов приближенных и строгих решений, а также удовлетворительное подтверждение их опытными данными, то при определении пассивного давления, наоборот, в ряде случаев отмечается их существенное расхождение.

Для шероховатых стенок даже при небольшой величине угла трения грунта о стенку (со) по решениям теории предельного равновесия возникает значительное искривление линий скольжения, существенно отличающихся от прямолинейных, принимаемых в методе Кулона. В результате метод Кулона приводит к значительному завышению пассивного давления, особенно при больших значениях угла внутреннего трения грунта. В качестве примера в табл. 6.1 приведены результаты числового решения задачи предельного равновесия для определения пассивного давления несвязного грунта на вертикальную стенку и сопоставление со случаем плоских поверхностей скольжения Кулона. Величина Хп, называемая коэффициентом пассивного давления, позволяет определить величину пассивного давления как. 

[image]

 Поэтому нормативными документами при учете сил трения грунта о стенку предлагается определять пассивное давление не по решениям Кулона, а с помощью табл. 6.1, т. е. по решениям теории предельного равновесия (более подробно см. гл. 9).

Особенно существенным фактором, определяющим величину отпора грунта, является наблюдаемое при смещении сооружения в сторону грунта его интенсивное уплотнение, наиболее ярко проявляющееся в пределах постепенно развивающейся призмы выпора. Поэтому, прежде чем сформируется призма выпора и возникнет полное пассивное давление (полная эпюра предельной реакции грунта) на стенку, необходимо значительное горизонтальное смещение стенки (см. рис. 6.2), тем большее, чем больше сжимаемость грунта засыпки. Во многих случаях такие смещения {1/П на рис. 6.2) оказываются недопустимыми для нормальной эксплуатации сооружений и поэтому не представляется возможным использовать в расчетах полную величину отпора — пассивное давление грунта. Следует отметить, что как решения теории предельного равновесия, так и схема Кулона с отвердевшим клином выпора никак не позволяют'оценить необходимые для получения Еа смещения. Существование Еа в этих расчетных моделях постулируется независимо от смещений, формально при бесконечно малых смещениях, т. е. грунт рассматривается недеформируемым.

Для оценки развития отпора грунта в зависимости от горизонтального смещения стенки В. А. Флориным [34] предложен приближенныйспособ, основанный на предположении, что уплотнение грунта происходит только в пределах клина выпора (рис. 6.7, а) и по мере увеличения отпора грунта зона уплотнения увеличивается путем перемещения вертикальной границы 1—1 (рис. 6.7, а) вглубь засыпки (Г—Г и т. д.). Снизу зона уплотнения ограничена постепенно увеличивающейся плоскостью сдвига аЬ, которая в пределе (при Еп) достигает поверхности засыпки. На участке аЬ грунт принимается находящимся в предельном состоянии. В этом случае весьма эффективна модель упругопластического тела засыпки, позволяющая получить решения без введен описанных выше весьма грубых допущений.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5672 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8671 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5356 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Круговые и переходные кривые.

Круговые кривые. Железнодорожные линии (также и автомобильные дороги) в плане состоят из прямолинейных участков, сопряжённых между собой кривыми. Наиболее простой и распространённой формой кривой является дуга окружности. Такие кривые носят...

13-08-2010 Просмотров:122146 Инженерная геодезия. Часть 2.

Взаимосвязь механических свойств

Поскольку все механические свойства (плотность, упругость, прочность и другие) определяются состоянием пространственной криогенной кристаллической структуры породы, между ними должна быть достаточно тесная взаимосвязь. Это подтверждается результатами экспериментов по совместному определению...

27-09-2011 Просмотров:6913 Электрические и упругие свойства криогенных пород

Проведение модельных исследований

Модельные исследования состоят из следующих этапов: подготовительного, постановки задачи исследования, установления условий подобия модели и натуры, проектирования эксперимента на модели, изготовления модели, приспособлений, монтажа измерительной аппаратуры, проведения эксперимента, обработки экспериментальных...

19-03-2013 Просмотров:4135 Обследование и испытание сооружений