Розрахунок стійкості підпірної стіни на зсув.
Практична робота №1
Конструювання і статичний розрахунок підпірної стінки
Дано: ґрунт – пісок мілкий, з 
=1,75 т/м3; 
=2,65 т/м3; при природній вологості 
=36º; 
=0,2 т/м2, а при повному водонасиченні =33º; =0,1 т/м2.
Вихідні дані до розрахунку практичної роботи зазначені на схемі підпірної стінки, що розраховується (розміри дані в метрах).
Необхідно: 1. Провести розрахунок стійкості підпірної стінки на зсув.
2. Оцінити наставання граничних станів першої групи.
Розв’язання
Розділимо висоту стіни на дві ділянки (див. рис.), тому що для кожної з них різні умови розрахунку. Ґрунт першої ділянки знаходиться в природному зволоженні. Тиск від зваженого ґрунту на другій ділянці діє на вертикальну поверхню стіни.
Активний тиск ґрунту виникає при зміщенні стінки (споруди) убік від ґрунту при переміщенні, достатньому для утворення призми завалення.
У загальному випадку при плоскій поверхні і шарах ґрунту, паралельних його поверхні, горизонтальна і вертикальна складові інтенсивності активного тиску на одиницю висоти на глибині y визначаються за формулами
; (1)
, (2)
де 
- вертикальна напруга на глибині y, рівна
, (3)
де 
- коефіцієнт горизонтальної складового активного тиску, що визначається при 
і за формулою
|
|
|
, (4)
де 
- відповідно вага складення (з урахуванням зважування водою) і висота i-го шару ґрунту в розрахункової поверхні в межах висоти y; q - вертикальне, рівномірно розподілене навантаження на поверхні ґрунту на 1 м2 горизонтальної проекції укосу; і - відповідно кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення ґрунту, прийняте в значеннях для першої і другої групи граничних станів; зчеплення враховується при 
<0;
; (5)
, (6)
де 
- кут нахилу поверхні і шарів ґрунту до горизонталі, прийнятий із знаком плюс при відхиленні поверхні нагору; 
- кут нахилу розрахункової площини до вертикалі, прийнятий із знаком мінус при нахилі площини убік ґрунту; 
- кут тертя на контакті ґрунту з площиною споруди; n - число шарів ґрунту.
Горизонтальна і вертикальна складові повного тиску ґрунту визначаються підсумовуванням за формулами
; (7)
. (8)
У нашому випадку , , дорівнюють нулю, тому 
і 
відповідно становитимуть 1.
Коефіцієнт горизонтальної складової активного тиску дорівнює:
|
|
|
для ділянки 1 – =[cos(36-0)/{cos(1+√[sin(36+0) sin(36-0)]/ /cos(0)]}]2=0,26;
для ділянки 2 – =[cos(33-0)/{cos(1+√[sin(33+0) sin(33-0)]/ /cos(0)]}]2=0,28.
Оскільки умова <0 не виконується, то немає необхідності враховувати сили зчеплення.
Прийнявши питому вагу рівну 2,65 т/м3, визначаємо шпаристість за формулою
. (9)
Для прикладу е=(2,65-1,75)/2,65=0,34 або 34 %.
При відомій шпаристості вага складення зваженого ґрунту дорівнює
(1,75-1)*(1-0,34) +0,34*1=0.84 т/м3.
Вертикальне напруження в ґрунті на ділянках дорівнює
=1,75.3 = 5,25 т/м2; 
=0,84.3 +5,25= 7,77 т/м2.
Далі за формулами визначаємо горизонтальну і вертикальну складові інтенсивності активного тиску по ділянках. При цьому питоме зчеплення ґрунту для значення показника текучості 0,65 дорівнює 0,10 кгс/см2 (коефіцієнт шпаруватості при цьому визначається як відношення об'єму пор до об'єму твердої фази, тобто 0,35/0,55=0,64):
I) 
= 5,25. 0,26 +0,10 (0,26. 1 - 1)/tan(36) = 1,35 т/м2;
= 1,35. tan(0) = 0 т/м2;
II) 
= 7,77 . 0,28+ 0,1 (0,28. 1-1)/tan(33) = 2,18 т/м2;
= 2,18 tan(0) = 0 т/м2.
А горизонтальна і вертикальна складові повного тиску грунту рівні: 
= (1,35.3)+(2,18.3)=10,59 т/м; 
= (0.3)+(0. 3)= 0 т/м.
Таким чином, повний тиск на стіну на погонний метра дорівнює 10,59 т/м. На цьому розрахунок активного тиску на підпірну стіну закінчений.
|
|
|
Стіни, що будуються на нескельних підвалинах, розраховуються на стійкість за схемою плоского зсуву. У відповідності зі СНиП 2.02.02-85 розрахунок стійкості за схемою плоского зсуву проводиться при виконанні умови
, (10)
де 
- максимальна нормальна напруга в підвалині стіни, що визначається за формулами позацентрового стиску; В - ширина підошви стіни; - питома вага ґрунту підвалини в стані, що відповідає розрахунковим умовам (якщо підвалина вище рівня води, приймається в стані природної вологості, якщо нижче - у зваженому стані); Б - безрозмірний критерій, рівний 1 для підвалин, складених щільними піщаними або гравелистими ґрунтами, і 3, якщо підвалина складена іншими нескельними ґрунтами.
Розрахунки стійкості на плоский зсув, що входять до складу перевірки по першому граничному стані, проводяться за (2.1).
Стосовно до підпірних стін значення сили, що зрушує, обчислюється за формулою
, (11)
де 
- проекція тиску ґрунту з боку тилової грані на площину зсуву; 
і 
- проекції тиску води (на тилову й лицеву грані) на площину зсуву; 
- сума інших зовнішніх сил, прикладених до стіни і спроектованих на ту ж площину. 
=26,43 т/м.
|
|
|
Значення сили опору R визначається за залежністю
, (12)
де 
- сума проекцій усіх сил, що діють на стіну, на нормаль до площини зсуву, включаючи сили, перераховані вище, у тому числі власна вага стіни G і протитиснення води W на підошву споруди; 
і с - відповідно коефіцієнт тертя і зчеплення по контуру стіна - ґрунт площею F; Еп- пасивний опір ґрунту.
Розрахунок стійкості підпірної стіни на зсув.
Розрахунок проводимо за формулами (10)-(12).
Знаходимо значення складових цих формул. У нашому випадку 
, яка визначається за формулою 
= =(3*2*1,75+3*2*0,84+2,5*0,5*0,84+ +(3*0,5)+(0,5*2,5))*2,45))/3=(10,52+5,04+1,05+6,74)/3=7,78 т, 
1,5*7,78=11,67 т.
Перевіряємо виконання умови.
11,67/(3*0,84)=4,63, а в нашому випадку Б=1, тобто підпірна стінка буде стійкою на зсув. Тоді сума проекцій N=23,34 т. Сила опору дорівнює R=23,34.tan(33)+0,1.3,0 =15,46 т.
Оцінка настання граничних станів першої групи (стійкості і міцності) проводиться із умови
, (13)
За формулою робимо оцінку настання граничних станів першої групи 1 .26,43<(0.9.15,46/1,1), 26,43<12,65.
Таким чином, підпірна стінка стійка на перекидання.
Практична робота №2
Конструювання бетонної гравітаційної греблі на нескельній підвалині
Дано: 1.Вихідні дані за варіантами
| Варі-ант | Qmax | НПУ | ФПУ | УМО | УНБ | ДНО | Гр | Варіант | Qmax | НПУ | ФПУ | УМО | УНБ | ДНО | Гр |
| 1 | 167 | 71,5 | 73,8 | 66,4 | 64,6 | 62,0 | 1 | 16 | 225 | 88 | 89,6 | 84,2 | 83,1 | 81,0 | 1 |
| 2 | 122 | 77,5 | 79,6 | 74,2 | 73,1 | 71,0 | 2 | 17 | 178 | 72,0 | 73,8 | 69,4 | 67,6 | 65,0 | 2 |
| 3 | 354 | 112 | 115,5 | 100 | 97,5 | 94,0 | 3 | 18 | 405 | 64,0 | 66,8 | 55,8 | 54,0 | 52,0 | 3 |
| 4 | 98 | 52 | 53,5 | 49,5 | 48,5 | 47,0 | 4 | 19 | 608 | 112,2 | 116,8 | 100,1 | 98,7 | 95,0 | 4 |
| 5 | 185 | 32,5 | 33,8 | 29,4 | 27,0 | 24,0 | 5 | 20 | 712 | 114 | 117 | 101 | 100 | 98 | 5 |
| 6 | 226 | 77 | 79,2 | 74,8 | 73,5 | 72,0 | 1 | 21 | 229 | 123 | 125,3 | 116,2 | 115,5 | 114 | 1 |
| 7 | 1201 | 124 | 127,5 | 105,2 | 102,8 | 100 | 2 | 22 | 181 | 71,5 | 72,6 | 69,4 | 67,8 | 66,0 | 2 |
| 8 | 852 | 117,5 | 121 | 105,5 | 102,5 | 100 | 3 | 23 | 105 | 66,0 | 67,9 | 60,8 | 58,9 | 57,0 | 3 |
| 9 | 524 | 65,5 | 67,3 | 59,8 | 58,6 | 56,0 | 4 | 24 | 519 | 111,4 | 115,6 | 101 | 98 | 95,0 | 4 |
| 10 | 268 | 66,5 | 68,8 | 58,9 | 57,0 | 55,0 | 5 | 25 | 800 | 111,4 | 114,9 | 101 | 98 | 95 | 5 |
| 11 | 357 | 61,7 | 64,3 | 55,2 | 54,3 | 52,0 | 1 | 26 | 382 | 65,2 | 67,9 | 59,8 | 57,6 | 55,0 | 1 |
| 12 | 864 | 112,0 | 115,6 | 100 | 97 | 93 | 2 | 27 | 425 | 65,1 | 68,3 | 55,5 | 54,0 | 52,0 | 2 |
| 13 | 128 | 92,5 | 94,8 | 86,4 | 83,6 | 81,0 | 3 | 28 | 507 | 113,4 | 117,6 | 100,1 | 98,8 | 95 | 3 |
| 14 | 312 | 65,0 | 67,2 | 58,8 | 56,8 | 54,0 | 4 | 29 | 393 | 65,0 | 67,5 | 55,0 | 54,0 | 52,0 | 4 |
| 15 | 215 | 77 | 79,5 | 73,2 | 72,1 | 70,0 | 5 | 30 | 227 | 77,2 | 79,4 | 74,9 | 73,4 | 71,0 | 5 |
Qmax – максимальна витрата води в річці, м3/с;
НПУ – відмітка нормального підпірного рівня у верхньому б’єфі, м;
ФПУ – відмітка форсованого підпірного рівня у верхньому б’єфі, м;
УМО – відмітка мертвого об’єму у верхньому б’єфі, м;
УНБ – відмітка нормального рівня у нижньому б’єфі, м;
Гр – грунт основи греблі:
1 – незв’язний (середній і дрібний пісок) із заляганням водоупору на глибині 6 – 10 м, коефіцієнт фільтрації основи Кф=5 ¸ 12 м/доб;
2 – незв’язний (середній і крупний пісок) із заляганням водоупору на глибині 2 – 3 м, коефіцієнт фільтрації основи Кф=12 ¸ 30 м/доб;
3 – багатошарова основа (мілкий пісок потужністю 2 – 3 м + легкі суглинки потужністю 5–8 м); коефіцієнт фільтрації основи відповідно Кф=3 ¸ 7 м/доб і Кф=0,2 ¸ 0,5 м/доб;
4 – багатошарова основа (мілкий пісок+легкий суглинок+пісок середній), із заляганням водо упору на глибині 5–10 м; коефіцієнт фільтрації основи відповідно Кф=3 ¸ 7 м/доб, Кф=0,2 ¸ 0,5 м/доб і Кф=10 – 12 м/доб;
5 – звязний (легкий і середній суглинок) із заляганням водо упору на глибині 5–10 м; коефіцієнт фільтрації основи Кф=0,05¸0,30 м/доб;.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2346; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!