Ubos sa epekto sa karga, ang matag yuta, gawas sa lig-on nga bato, mo-ukdol. Ang pag-ukdol sa kinatibuk-an motungha tungod sa duha ka hinungdan: pagpahugot sa yuta nga mao ang pagkunhod sa iyang gidaghanon tungod sa pagpahawa sa hangin o tubig gikan sa iyang mga buho ug kilid nga pagpugos sa yuta tupad sa mga ngilit sa pundasyon tungod sa pagdulas sa solidong mga partikulo sa yuta.
Ang paglusot sa yuta tungod sa pagkaputol naglangkob sa elastiko ug plastiko nga mga deformation, nga gipahinabo sa karga sa pundasyon, diin sa pag-ibanan sa karga ang yuta mobalik sa bahin sa orihinal nga kahimtang.
Ang paghusok tungod sa lateral nga pagpugos sa yuta naglangkob lamang sa mga plastik nga deormasyon, diin sa pagluag sa karga ang yuta dili mobalik sa orihinal nga kahimtang. Kini kasagarang motungha sa gagmay nga mga pundasyon nga gihimo sa gamay nga giladmon ilalom sa nawong sa yuta. Ingon usab, ang lateral nga pagpugos sa yuta mahitabo sa kusog nga basa nga yuta ug sa yuta nga adunay gamay nga anggulo sa internal nga friction.
Tungod kay ang gitugot nga karga sa yuta gikonsiderar sa sona sa elastiko-plastik nga mga deformation, ang pagkalkula sa settlement gihimo lamang base sa pagkunhod sa porosity sa yuta ubos sa karga, samtang ang settlement tungod sa lateral nga pagduso sa yuta, nga giisip nga gamay ra, dili na tagdon.
Ang pag-ubos tungod sa pagdihit nagdepende sa pagkapaagi sa yuta, kay kini mahitabo tungod sa mga lungag, nga sa natural nga yuta kanunay masulod ug tubig sa mas daghan o mas gamay nga lebel. Busa, ang pag-ubos sa yuta ilalom sa karga usa gyud ka hydrodynamic nga panghitabo, kay ang proseso sa pag-ubos nagdepende sa kapaspason sa pagpahawa sa tubig gikan sa mga lungag, diin ang pagkapaagi sa yuta adunay pinakadakong papel.
Ang mga yutang dili magkahiusa sama sa graba ug balas adunay dagkong mga pores, busa dako ang ilang permeability ug ang tubig sa mga pores dali nga mapugos gawas ubos sa karga sa pundasyon. Busa sa dili magkahiusang yuta, ang paglubog ubos sa karga sa pundasyon mahitabo dayon, kasagaran pa sa panahon sa pagtukod o sa mubo nga panahon human niini. Tungod niini, panagsa ra maila ang paglubog sa pundasyon sa dili magkahiusang yuta.
Ang koherente nga mga yuta adunay pinong mga pore, gamay ang ilang permeability ug ang pagduso sa tubig gikan sa mga pore ubos sa aksiyon sa karga sa pundasyon mahimong molungtad ug dugay kaayo, sa pipila ka pinong-ug-kagamay nga mga luad gani sa daghang dekada. Dugang pa, tungod kay ang kinatibuk-ang porosity sa koherente nga yuta mas taas kaayo kaysa sa dili koherente, mas dako kaayo ang pag-us-os sa koherente nga yuta.
Sa koherenteng yuta, kansang mga pores bahin napuno sa hangin ug bahin sa tubig, una mahitabo ang settlement tungod sa pagkumpak sa hangin sa mga pore samtang ang sulod sa tubig magpabiling konstante, unya ang settlement tungod sa pagpugos pagawas sa tubig gikan sa mga pore. Sa static nga pagpaubos sa yuta tungod sa epekto sa timbang ug sa mapuslanong karga sa pundasyon, motungha kining duha ka matang sa settlement, apan lahi ang panahon sa proseso sa settlement.
Aduna usab lain nga mga hinungdan nga makapahinay sa yuta, sama sa permanenteng pagpaubos sa lebel sa tubig-ilalom sa yuta, mga kemikal nga kausaban sa komposisyon sa yuta ug uban pang mga kalabugan sa yuta.
Ang pagtuon sa pag-urong naglangkob sa una nga pagkalkula sa pag-urong, nga ginahimo base sa laboratoryong pagsusi sa mga sampol sa yuta ug sa obserbasyon sa pag-urong, nga ginahimo sa panahon sa pagtukod sa obra ug sa usa ka piho nga panahon human niini.
Kalkulasyon sa pag-ubos sa sentrikong karga sa pundasyon
Atong tan-awon ang usa ka pundasyon nga sapin nga gitukod sa yuta nga naglangkob sa daghang lain-laing mga sapaw, pananglitan sapaw sa balas H0, o H1 ilalom sa sapin, sapaw sa yutang lapokon nga may gibag-on nga H2, sapaw sa pinong-ug-un nga luad nga may gibag-on nga H3, ilalom niini mao ang gahi nga graba nga mas mabaga ang sapaw, uban sa lebel sa tubig-ilalom sa yuta NPV (hul. 1a).
Alang sa kalkulasyon sa settlement kinahanglan ibutang ang diagram sa stress tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta (wala nga diagram sa fig. 1b) ug ang diagram sa stress tungod sa aksyon sa dugang nga karga gikan sa pundasyon (tuong diagram sa fig. 1b). Ang diagram sa stress tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta makuha gikan sa gibag-on sa mga sapaw Σ_H_ ug sa ilang volumetric weights γ. Kon ang volumetric weight sa balas kay γ1, sa balas ilalom sa tubig γ’1, sa yutang lapokon ilalom sa tubig γ’2, sa yuta nga lapok ilalom sa tubig γ’3, ang mga pressure stress sa yuta tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta mahimong (fig. 1)
γ1 · H’; γ’1 · H’’; γ’2 · H2; γ’3 · H3;
Ang diagram sa tensiyon tungod sa epekto sa karga makuha pinaagi sa kalkulasyon gamit ang usa sa nailhan nga mga pamaagi, pananglitan ni Steinbrenner o Newmark, alang sa nagkalain-laing kalalom ilalom sa pundasyon.
Kung ilhon nato ang P nga karga sa pundasyon, ang A nga iyang ibabaw nga natabonan sa yuta, ug ang γ1 nga unit timbang sa yuta sa giladmon sa pundasyon nga t sa ubos sa nawong sa yuta, ang espesipikong karga sa pundasyon mao ang P/A samtang ang kaugalingong timbang sa yuta sa maong giladmon mao ang γ1t. Aron makuha ang dugang nga karga sa yuta tungod sa karga sa pundasyon, kinahanglan ibawas ang presyur sa kaugalingong timbang sa yuta γ1t gikan sa karga sa pundasyon P/A, busa ang dugang nga karga sa yuta mao ang
p0 = P/A – γ1t.
Sa parehas nga giladmon t molihok usab ang tensiyon γ1t tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta, mao nga sa maong giladmon molihok ang kinatibuk-ang tensiyon (P/A – γ1t) + γ1t, diin ang konsolidasyon sa yuta ubos sa tensiyon γ1t nahimo na una pa sa pagtukod sa objeto.
Sl. 1. Kalkulasyon sa paglingkod sa sentrikong karga sa pundasyon
Apan kon usa ka bahin sa pundasyon sa ibabaw sa footing tabonan og yuta (sl. 1c), kinahanglan tagdon ang karga sa gisumpay nga yuta 2_Q_, aron sa maong kaso ang dugang nga karga mahimong
_P+2_Q/A – γ1t.
Alang sa pundasyon sa tipo nga strip mao ang A = b x 1,0 m sa 1 m’ nga pundasyon.
Ang pagkalkula sa pag-ukdol ginabuhat para sa tanang sapaw sa madugmok nga yuta hangtod sa giladmon sa paglihok sa karga sa pundasyon. Sa una, giisip nga ang utlanan sa paglihok sa karga sa estruktura mao ang giladmon hangtod diin naghari ang mga tensiyon nga may intensidad ≥ 10% p0. Karon dawaton nga kini nga utlanan naa sa giladmon diin ang tensiyon gikan sa dugang nga karga pz katumbas sa 20% sa tensiyon tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta: pz = 0,2 ·γ_Σ_H. Ubos niini nga giladmon dili na apil sa kalkulasyon ang pag-ukdol. Sumala sa usa pa ka lagda, girekomendar ang pagkalkula sa pag-ukdol alang sa mga sapaw hangtod sa giladmon nga 2_b_ hangtod 3_b_, diin ang b mao ang gilapdon sa pundasyon. Kon sa katapusan adunay sapaw sa graba sama sa sa fig. 1a, dili kini iapil sa kalkulasyon sa pag-ukdol, kay ang iyang pag-ukdol ubos sa karga sa pundasyon gamay ra ug mahitabo sa panahon sa pagtukod.
Sa giladmon nga z ubos sa pundasyon nga sapin adunay tensiyon sa presyur pg tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta (sl. 1b), diin giisip usab ang epekto sa buoyancy. Niini nga inisyal nga tensiyon sa presyur idugang ang presyur pz tungod sa aksyon sa karga sa estruktura sa parehas nga giladmon. Busa, sa bisan unsang punto M sa giladmon nga z ubos sa pundasyon nga sapin nagpatigbabaw ang kinatibuk-ang tensiyon sa presyur pn = pg + pz.
Ubos sa epekto sa dugang nga karga, molubog ang yuta ug maguba ang lateraly nga porma niini. Kung ibaliwala ang lateral nga mga deformasyon, kay gamay ra man kini, tungod kay gitugotan ang karga sa yuta sa zona sa elastiko-plastik nga mga deformasyon, mahimong dawaton nga ang kalkulasyon sa paglubong himuon base sa pagsulay sa compressibility sa edometro, gamit ang dili gubot nga sampol nga gikuha sa lugar sa giobserbahang punto sa yuta, diin pinaagi sa maong pagsulay matino ang modulus sa compressibility sa yuta Ms.
Base sa balaod ni Hooke, anaa kita
Δ_s_ = pz/Ms,
diin ang Δ_s_ mao ang espesipikong settlement, sa yunit sa gibag-on sa sapaw, pz mao ang stress sa giladmon sa yuta nga z tungod sa dugang nga karga.
Kon atong isuppose nga igo ka gamay ang gibag-on sa lut-od dz, aron madawat ang pz ug Ms isip mga konstant, ang elementar nga paglingkod mao ang
Δ_s dz_ = pz/Ms dz.
Ang kinatibuk-ang pag-ukdol sa sapaw nga may gibag-on nga H mahimong
Kon ang pZ ug MS konstante para sa sapaw nga adunay gibag-on nga H, mahimong
s = pz/Ms · H.
Sa tinuod, pz ug Ms dili konstanting para sa sapaw nga adunay gibag-on nga H1, kundili ang ilang average nga bili dawaton sa punto nga M.
Ang modulus sa kompresibilidad sa yuta Ms gitino pinaagi sa laboratoryo alang sa matag sapaw nga bulag. Para sa normal nga konsolidadong yuta, ang modulus Ms gitino gikan sa diagram sa pangunang kompresyon, diin ang kinatibuk-ang karga σ2 = pg + pz; σ1 = pg = Σ_γt,_ ang dugang nga karga Δ_σ_ = σ2 – σ1 = (pg + pz) – pg, ug ang katugbang nga mga bili sa relatibong kompresyon mao ang Δ_h2_/h ug Δ_h1_/h, mao nga
Apan kon prekonsolidado nga lapok ang hisgutan, nan ang modulus sa compressibility gitino gikan sa diagram sa secondary compression. Gikan sa pananglitan sa sl. 2 anaa kanato para sa:
Lar. 2. Pagtino sa modulus sa pag-compress sa yuta base sa diagram sa relatibong kompresyon
Gikan sa miaging nahisgotan mosunod nga ang pagpaubos sa preconsolidated nga luad mahimong labi ka gamay kaysa pagpaubos sa normal nga konsolidado nga yuta.
Epekto sa katig-a sa pundasyon sa pagkalubog
Bisan pa nga sa praktika walay hingpit nga elastikong mga pundasyon, diin ang pag-ubos sa usa ka punto dili magsalig sa pag-ubos sa silingang punto, alang sa kalkulasyon sa pag-ubos lahi ang elastikong ug kaging nga mga pundasyon.
Mga elasta nga pundasyon, nga gipasabot dinhi ang mga bato nga puntil ug mga tambak, sa parehas nga karga naghatag sa lainlaing pag-ubos sa pipila ka mga punto. Tungod niini, sa kini nga mga pundasyon ang kalkulasyon sa pag-ubos dili buhaton para sa tibuok gikargahang ibabaw, kondili para sa tagsa-tagsa niini nga mga punto: ang mga kanto nga punto A, B, C ug D, ang tunga nga mga punto sa mga kilid E, F, H ug J ug ang sentrong punto G sa nawong sa rektanggulo (sl. 3). Sa parehas nga karga, ang pag-ubos sa mga punto B, C ug D pareho ra sa punto A, ang pag-ubos sa punto H pareho sa punto E, ug ang punto J pareho sa punto F alang sa yuta nga parehas ang komposisyon.
Sl. 3. Pagkalkula sa pag-uyog sa tagsa-tagsa ka mga punto sa gikargahan nga nawong
Alang sa pagkalkula sa pag-ubos ilalom sa bisan unsang punto G sa gikarga nga nawong, ang rektanggulo ABCD bahinon sa upat ka mas gagmay nga rektanggulo ug ang pag-ubos G makuha isip suma sa mga pag-ubos nga gipahinabo sa matag usa sa nabahin nga mga rektanggulo.
Ang matig-a nga mga pundasyon dili molubog sa parehas nga paagi sama sa elastiko, tungod kay dili mahimo ang paghusok sa tagsa-tagsa ka punto. Busa, ang paghusok sa matig-a nga mga pundasyon gikuwenta isip usa ka tibuok, nga sumala sa lebel sa katig-a gikalkula ang kasagaran nga bili sa paghusok sa lahi nga paagi, tungod kay ang katig-a sa pundasyon nagdepende sa pag-apod-apod sa presyur sa ilawom sa pundasyon.
Alang sa mga higpit nga pundasyon nga porma parisukat o mas gamay nga rektanggulo, diin ang a < 2_b_, kuwentahon ang pag-ubsan sG sa tunga nga punto G ug dawaton ang kinatibuk-ang pag-ubsan sa pundasyon s = 3/4 sG. Alang sa mga higpit nga pundasyon nga porma gipalapad nga rektanggulo o strip, kuwentahon ang pag-ubsan sa tumoy nga punto E, tunga nga punto G ug punto M sa tunga sa gilay-on tali kanila, sa mas taas nga axis sa base sa pundasyon, ug dayon dawaton ang kasagaran nga bili.
Gituohan ni Van Hamme nga mas tukma ang kalkulasyon sa pag-uyog sa „tipikal nga punto P“, nga gikan sa mga tunga-tungang asis nahimutang sa gilay-on
gikan sa mga tunga-tungang axis. Sumala kang Van Hamme, ang pag-ubsan sa pipila ka piho nga mga punto sa pundasyon independente sa paagi sa pag-apod-apod sa tensiyon sa ilawom sa pundasyon. Alang niini nga mga punto, ang pag-ubsan mahimong kuwentahon ubos sa pangagpas nga ang apod-apod sa tensiyon sa ilawom sa pundasyon parehas. Alang sa usa ka higpit nga base sa pundasyon, nga giatol sa parehas nga karga diin ang apod-apod sa tensiyon sa ilawom sa pundasyon dili parehas ug motaas padulong sa mga ngilit sa base, bisan pa niana ang pag-ubsan sa base sa pundasyon parehas sa pag-ubsan sa kinaiyahan nga punto P. Ang mga tensiyon sa giladmon nga z ilalom sa kinaiyahan nga punto P sa rektanggulong ibabaw nga may gitas-on nga a, gilapdon nga b, nga giatol sa parehas nga karga p0 mahimong kuwentahon pinaagi sa lamesa 1 nga gihimo ni Jelinek.
Ang tensiyon σzP sa giladmon nga z ilalom sa kinaiya nga punto P mao ang σzP = (σz/p0)·p0, diin ang p0 mao ang dugang nga karga sa yuta.
Tal. 1. Mga bili σz/p alang sa mga tensiyon ilalom sa kinaiyahang punto P depende sa relasyon sa giladmon z ngadto sa gilapdon b ug sa relasyon sa gitas-on a ngadto sa gilapdon b sa foot foundation
Kalkulasyon sa settlement base sa pag-usab sa koepisyent sa porosity sa yuta
Kon markahan nato ang e0 nga koepisyent sa porosity sa dili samok nga sampol nga gikuha gikan sa sapaw sa yuta, ug ang ei nga koepisyent sa porosity sa mao gihapong sampol human mahuman ang konsolidasyon sa oedometer ubos sa karga σ1 (sl. 4a), ang pagkunhod sa sinugdanang bolyum sa yuta ubos sa epekto sa karga Δ_σ_ katumbas sa pagkunhod sa porosity, o sa koepisyent sa porosity sa yuta
Δ_e_ = e0 – e1
Sl. 4. Pagkalkula sa pagkalubog base sa pagbag-o sa porosity coefficient sa yuta
Ang sinugdanang bolyum sa sampol sa yuta mao ang
Ang espesipikong pag-ubos Δ_s_, sa ato pa ang pag-ubos kada yunit sa bolyum sa yuta 1+e0 mao ang
Δ_s_ =(e0–e1) / (1+e0)
Ang pagpaubos sa elementar nga sapaw nga may gibag-on nga dz sumala sa hul. 4b
Δ_s_ dz=(e0–e1) / (1+e0) dz
Ang pag-ubos sa sapaw nga adunay gibag-on H mahimong
Kon atong ipunting nga ang p mao ang tensiyon sa giladmon nga z tungod sa kaugalingong gibug-aton sa yuta, nga katumbas sa karga σ0 sa edometro, Δp mao ang tensiyon gikan sa dugang nga karga sa yuta tungod sa istruktura, nga katumbas sa pagdugang sa karga Δ_σ_ sa edometro, p1 mao ang kinatibuk-ang tensiyon ilalom sa epekto sa kaugalingong gibug-aton sa yuta ug dugang nga karga nga katumbas sa kinatibuk-ang karga σ1 sa edometro, ang nahaunang porma mahimo natong isulat sa porma
Kon atong ilhan sa A ang area sa stress diagram gikan sa dugang nga karga sa yuta, A = Δ_pH_ (ang gi-shade nga area sa fig. 4b), diin ang Δ_p_ mao ang stress gikan sa dugang nga karga sa sentro sa layer
a=Δ_e_/Δ_p_, ang relasyon sa kalainan sa koepisyent sa porosidad ngadto sa angay nga tensiyon gikan sa dugang nga karga Vc = (1+e0)/a, mahimong isulat
o s = A/Vc [cm]
Kon ang yuta gilangkoban og daghang mga sapaw, gikuwenta ang mga pag-ubos s alang sa matag sapaw; ang suma sa mga pag-ubos sa tagsa-tagsa ka sapaw maoy naghatag sa kinatibuk-ang pag-ubos Σ_s_.