Aktibo nga presyur sa yuta sa pagpabilin sa mga dingding

Ang sulud sa eksperto sa archival: ang teksto ug mga scan nga pormula nagpreserbar sa usa ka historikal nga teoretikal nga asoy, apan dili usa ka geotechnical nga pagtuon, proyekto sa pagpabilin sa dingding, pagkalkula sa kalig-on, pagsusi sa usa ka naglungtad nga dingding, plano sa pagpangubkob o mga panudlo sa pagpatuman. Ang mga pressure sa yuta ug tubig nagdepende sa piho nga yuta, stratification, compaction, drainage, tubig sa yuta, geometry, paglihok sa dingding, dugang nga mga karga, katugnaw ug aksyon sa linog. Para sa matag tinuod nga kaso, gikinahanglan ang investigative work, laboratory data, valid standards ug joint check sa awtorisado nga geotechnical ug structural engineer.

Karon, ang Savo Kusić nakatutok sa mga bintana nga kahoy, kahoy-aluminyo nga mga bintana, custom nga mga bintana, pultahan ug mga hangyo alang sa kinutlo. Kini nga artikulo nagpabilin nga usa ka makasaysayan nga archive ug wala magrepresentar sa usa ka tanyag nga geotechnical nga disenyo, kalkulasyon o pagtukod sa mga retaining wall.

Ang presyur sa yuta sa retaining wall

Ang masa sa yuta nga gisuportahan sa retaining wall nagpugos niini, lagmit nga itulod kini sa hubad sa unahan (fig. 1a) o itulod kini (fig. 1b). Ang kadako sa presyur sa yuta E nagdepende sa daghang mga hinungdan, diin ang labing hinungdanon nga pisikal nga mga kabtangan sa yuta, pagbag-o sa dingding, kaumog sa yuta ug kahimtang sa tubig sa yuta, gitas-on sa bungbong, gawas nga karga ug kabangis sa sulud sa sulud sa dingding.

Hulagway 1 — translasyon nga paglihok ug rotation sa retaining wall.

Ang presyur sa yuta nagpahulay

Kung ang nagpugong nga bungbong estrikto ug dili matarug, ang presyur nga naglihok niini gitawag nga earth pressure sa rest ug gipaila sa E0. Kini mao ang tukma nga presyur nga nagpatigbabaw sa dili matugaw nga yuta sa naobserbahan nga giladmon, ubos sa impluwensya sa kaugalingon nga gibug-aton sa yuta ug posible nga ang preloading sa kaniadto eroded layers. Ang presyur sa yuta sa pahulay talagsa ra ug mahitabo lamang sa pipila ka mga kaso, sama sa pagpabilin sa mga bungbong nga gitukod sa solidong bato, unya uban sa sirado nga mga profile sa mga tunnel ug mga tubo, ug uban sa dagkong mga pantalan, nga hingpit nga dili molihok (Fig.2).

Hulagway2— pagpahulay sa pressure sa yuta sa usa ka dako nga pantalan.

Aktibo nga presyur sa yuta

Kung ang nagsuporta nga kuta sa ilawom sa aksyon sa presyur E naglihok sa unahan o nagtuyok sa palibot sa tiil nga punto A, o pipila nga ubos nga punto, nga regular nga mga kaso sa compressible nga yuta, gawas sa nahisgutan nga sirado ug dagkong mga istruktura, nan ang masa sa yuta sa luyo sa dingding nagkalapad. Kung ang paglihok sa bungbong igo nga dako, usa ka bahin sa yuta sa luyo sa bungbong, ang prisma ABCA, mabuak ug modausdos paubos sa sliding surface AC (fig.2). Ang presyur nga gihimo sa sliding prism sa retaining wall gitawag nga active earth pressure ug gipaila sa Ea. Kini nga presyur labi ka ubos kaysa presyur sa pagpahulay, gibanabana0,5sa0,7_E0_. Tungod sa sliding sa earth prism ABCA, shear stresses τ gi-activate subay sa naporma nga sliding surface AC, nga supak sa sliding ug pagpakunhod sa pressure sa yuta. Sa higayon nga ang prisma ABCA magsugod sa pag-slide, ang shear stress τ makaabot sa ilang pinakataas nga bili, nga nagpasabot nga nianang higayona ang bili sa aktibo nga presyur sa yuta E mao ang pinakagamay. Busa, ang Ea mao ang ubos nga limitasyon sa bili sa presyur sa yuta.

Ang mga pagsulay ni Terzaghi sa presyur sa yuta gamit ang balas nga materyal sa usa ka bungbong nga may gitas-on h=1,50 mnagpakita nga aron maabot ang ubos nga limitasyon sa bili sa aktibong presyur sa yuta Ea, ang mean horizontal displacement sa bungbong Δl sa5/10.000gitas-on sa bungbong o rotation sa ibabaw sa bungbong Δl sa1/5.000_h_ palibot sa bitiis A.

Passive nga presyur sa yuta

Kon atong i-pressure ang bungbong gikan sa gawas paingon sa sulod sa yuta (fig. 3), ang bungbong mobalhin paatras ug ang yuta mogamay. Sa diha nga ang paglihok sa kuta makaabot sa usa ka piho nga bili Δl, ang earthen prism ABCA magbulag gikan sa yuta, nga itulod pataas sa sliding surface AC ubos sa dugang nga aksyon sa eksternal nga pwersa. Ang pagsukol nga gihatag sa yuta batok sa aksyon sa eksternal nga puwersa sa takna sa pagbulag sa prisma ABCA mao ang passive earth pressure Ep. Kini ang pinakataas nga bili sa taas nga limitasyon nga maabot sa presyur sa yuta.

Ang presyur sa yuta sa pagpahulay gitino pinaagi sa eksperimento, samtang ang aktibo ug passive nga presyur sa yuta mahimong matino pinaagi sa pagkuwenta, gamit ang analytical o graphical nga mga pamaagi, ug base sa kahibalo sa pisikal nga mga kinaiya sa yuta, kasagaran gitino pinaagi sa laboratoryo nga paagi.

Figure 3 — passive earth pressure ug sliding prism.

Mahinungdanon alang sa aplikasyon: aktibo, passive ug walay pulos nga kahimtang dili gipili pinaagi lamang sa ngalan sa istruktura. Ang gitugot nga paglihok sa dingding, epektibo nga mga kapit-os, nahubas o dili na-draina nga mga kondisyon, lebel sa tubig sa yuta ug pagbag-o, dugang nga mga karga ug potensyal sa pagkawala sa yuta sa atubangan sa dingding kinahanglan ipakita. Ang sayop nga pagpili sa kahimtang sa presyur mahimong makadaot sa kalig-on batok sa pag-slide, pagbali, pagdala sa kapasidad sa yuta ug sa kalig-on sa bungbong.

Determinasyon sa coefficient sa rest pressure K0

Sa kaso kung ang retaining wall naladlad sa epekto sa static pressure, ang static pressure E0, nga mas dako pa sa aktibo nga presyur sa yuta, kinahanglan nga gamiton alang sa pagsukod sa retaining wall. Ang gidak-on niini tali sa aktibo ug passive earth pressure, depende sa klase sa yuta ug sa compaction niini.

Sa giladmon t ubos sa nawong sa yuta, ang bertikal nga pressure gikan sa kaugalingong gibug-aton sa yuta kay σt = γ·t. Kung walay posibilidad sa lateral expansion sa yuta, horizontal pressure σh = γ·t·K0, diin K0 = σh/σt.

K0 mao ang resting pressure. Ang coefficient sa rest pressure mahimong matino pinaagi sa triaxial test sa mosunod nga paagi.

Usa ka sample sa undisturbed soil nga gikuha gikan sa giladmon sa resting pressure gibutang sa triaxial apparatus, diin ang lateral pressure σ3 sa paggamit sa vertical load σ1 gi-adjust aron ang lateral deformation dili mahitabo, i.e. Ang mga bili sa epektibong boltahe σ’1 ug σ’3 gipadapat sa dayagram σ’1 – σ’3 (fig. 4_) ang bili K0 = σ’3/σ’1.

Figure 4 — determinasyon sa coefficient K__0 sa resting pressure pinaagi sa triaxial test.

Sumala sa Petermann, ang gibanabana nga kantidad sa resting pressure coefficient kay

para sa gipapilit nga balas K0 = 0,40 – 0,45

para sa luag nga balas       K0 = 0,45 – 0,50

para sa yutang kulonon K0 = 0,60 – 0,75

Mga bili sa laboratoryo: Ang gibanabana nga mga han-ay sa ubos nagpabilin nga bahin sa orihinal nga teksto, apan dili kapuli sa pagsulay sa mga sample nga representante, modelo sa geological ug mga bili sa disenyo. Ang OCR nga notasyon sa mga pormula, indeks ug apostrophe kinahanglang susihon sa usa ka awtoritatibong tinubdan sa dili pa ang bisan unsang kalkulasyon.

Mga pamaagi sa pagtino sa aktibong presyur sa yuta — Teorya ni Coulomb

Coulomb mao ang una nga nagpatik sa teorya sa pressure sa yuta (1770 tuig), base sa kasinatian sa uma. Gitan-aw niya ang retaining wall nga nagsuporta sa luag nga yuta. Sa usa ka higayon iyang gitangtang ang bungbong, diin ang masa sa yuta midausdos ubay sa usa ka sliding surface AC, hilig sa usa ka anggulo a sa pinahigda (fig. 5). Ang gibug-aton W sa sliding earth prism ABC, gilibutan sa terrain surface BC, ang sliding surface AC ug ang retaining wall AB, naglihok dungan sa retaining wall ug sa sliding surface. Ang gidak-on sa aktibong presyur sa yuta Ea gitino ni Coulomb ubos sa mosunod nga duha ka mga pangagpas:

1. nga ang sliding surface kay tinuod nga surface;

2. nga ang tulo ka naglihok nga pwersa: ang gibug-aton sa sliding prism W, ang pagsukol sa nagsuporta nga kuta Ea ug ang frictional resistance Q sa daplin sa sliding surface AC nag-intersect sa usa ka punto, nga nagpasabot nga ang eroplano sa pwersa sirado. Sumala niini nga pangagpas, sa estado sa limite equilibrium ang gibug-aton W dungan nga gikansela pinaagi sa pagsukol sa nagsuporta nga bungbong Ea ug ang frictional nga pagsukol Q sa daplin sa sliding surface.

Figure 5 — determinasyon sa aktibong presyur sa yuta sumala sa teorya ni Coulomb.

Ang nangaging mga pangagpas dili katumbas sa kamatuoran. Ang sliding surface dili tul-id kondili curved surface. Ang intersection sa tulo ka naglihok nga pwersa anaa lamang sa usa ka kaso, sa diha nga ang nawong sa terrain sa luyo sa kuta mao ang pinahigda, ang sulod nga nawong sa kuta mao ang bertikal ug ang direksyon sa puwersa Ea mao ang pinahigda, samtang kini wala anaa sa ubang mga kaso. Bisan pa, bisan pa niini nga mga pagtipas, ang determinasyon sa aktibo nga presyur sa yuta gibase gihapon sa teorya sa Coulomb, tungod kay kini napamatud-an nga praktikal nga magamit sa daghang mga kaso.

Aron mahibal-an ang aktibo nga presyur sa yuta Ea Coulomb nagtuo nga tungod sa epekto sa gibug-aton sa masa sa yuta W adunay paglihok sa nagsuporta nga bungbong ug ang pagporma sa prisma ABC sa aktibo nga presyur sa yuta. Sa paghunahuna nga ang internal nga pagsukol sa yuta naglangkob lamang sa friction. Gidecompose ni Coulomb ang gibug-aton W ngadto sa duha ka sangkap, ang usa sa direksyon sa aktibo nga pwersa sa presyur sa yuta Ea, ang lain sa direksyon sa resulta nga frictional resistance Q ubay sa sliding surface (fig.5b). Sa pagbuhat sa ingon, ang Coulomb dugang nga nagtuo nga ang component naglihok sa usa ka anggulo sa internal friction uban sa normal ngadto sa sliding ibabaw AC, ug nga ang component Ea naglihok sa usa ka anggulo sa deviation δ uban sa normal ngadto sa sulod nga nawong sa kuta AB. Ang puwersa W gitino pinaagi sa direksyon, kadako, ug direksyon.

Alang sa gihatag nga sliding surface sa usa ka anggulo α sa pinahigda, ang puwersa W makuha gikan sa nawong sa yuta nga prisma ABC alang sa gitas-on1,0 mperpendicular sa plano ug volumetric nga gibug-aton sa yuta γ, W=AΔABC x1,00x γ. Ang mga pwersa Ea ug Q nahibal-an sa direksyon. Base sa plano sa pwersa (Fig.5b) ug ang sine theorem nga anaa kanato:

Figure 6 — kaso sa intersection sa acting forces sa usa ka punto.

Kini nga porma husto lamang sa kaso nga ang terrain pinahigda (v=0), ang sulod nga bahin sa bungbong patindog (θ=0) ug ang direksyon sa puwersa Ea pinahigda (δ=0) ig. 6).

Alang niining espesyal nga gitawag nga kaso ni Rankin aduna kami:

Ang gibug-aton W niini nga kaso W = 0.5·γ·h_2/tg_α, diin ang γ mao ang gidaghanon sa gibug-aton sa yuta.

Kon atong ipaila ang naunang bili sa equation para sa Ea, makuha nato ang:

Ang nag-una nga equation nagtumong sa usa ka arbitraryong sliding surface AC. Bisan pa, kinahanglan nga mahibal-an ang puwersa Ea alang sa kritikal nga pag-slide nga nawong, i.e. ang usa diin ang pag-slide lagmit nga mahitabo. Kini mao ang nawong nga naghatag sa labing taas nga kantidad sa aktibo nga presyur sa yuta max Ea.

Alang sa gihatag nga gitas-on sa dingding H ug gisagop ang kanunay nga anggulo sa internal friction ϕ, ang kantidad sa aktibo nga presyur sa yuta magkalainlain sa anggulo sa hilig α sa sliding surface ngadto sa pinahigda. Ang max nga kantidad nga Ea makuha kung atong ilain ang Ea pinaagi sa α ug itakda ang differensial nga katumbas sa zero:

Ang pormula dili usa ka calculator: ang gi-scan nga mga equation mahimong adunay dili mabasa nga mga exponent, indeks, anggulo ug mga timailhan. Wala sila gikopya sa proyekto nga walay pagtandi sa usa ka kasaligan nga tinubdan sa eksperto, pagsusi sa mga yunit, modelo nga mga pangagpas ug independente nga pagkontrol sa mga resulta. Ang kalkulasyon kinahanglang maglakip sa tubig, drainage, mga karga ubay sa korona sa bungbong, seismic action ug tanang may kalabutan nga limit cases.

Determinasyon sa mga anggulo ϕ ug δ

Ang anggulo sa internal friction ϕ gitino sa laboratoryo. Ang gidak-on niini nagdepende sa matang sa yuta, humidity ug compaction. Para sa pipila ka matang sa yuta, ang bili sa anggulo ϕ kasagarang anaa sulod sa mga limitasyon nga gihatag sa lamesa 1.

Table 1 — gibanabana nga kantidad sa internal friction angle ϕ para sa pipila ka klase sa yuta.

Ang anggulo sa pagtipas δ sa puwersa Ea gikan sa normal ngadto sa sulod nga bahin sa bungbong nag-agad sa deformasyon sa bungbong ug sa yuta sa luyo niini ug sa kabangis sa sulod nga bahin sa bungbong. Kung ang settlement sa yuta mas dako kay sa settlement sa kuta, nga mao ang labing komon nga kaso, nan ang anggulo δ positibo, ang friction tali sa bungbong ug sa yuta molihok pataas. Kung ang settlement sa kuta mas dako kay sa settlement sa yuta, nga usa ka talagsaon nga kaso, nan ang anggulo δ negatibo, ang friction tali sa bungbong ug sa yuta naglihok paubos. Ang limitasyon sa mga kantidad sa anggulo δ kay para sa hingpit nga hamis nga bungbong nga nawong δ=0, para sa bug-os nga bagis nga δ=ϕ. Sa kinatibuk-an, gisagop ang δ=2/3_ϕ_, uban sa kamatuoran nga ang yuta sa bungbong permanente nga gipanalipdan gikan sa kusog nga basa. Kung ang yuta sa luyo sa paril naladlad sa kusog nga mga linog, δ=ϕ/2 ang gisagop, ug kung kini basa kaayo δ=0.

Design values ​​​​sa mga anggulo: tabular ug descriptive values ​​​​_ϕ_ ug δ dili direkta nga magamit sa usa ka piho nga lokasyon. Ang pagpili sa mga parametro kinahanglang mohaum sa matang ug kondisyon sa yuta, ang paagi sa pag-instalar ug pag-compact, drainage, ang gipaabot nga paglihok sa bungbong, ang kabangis sa kontak ug ang may kalabutan nga pamaagi sa proyekto.

Pag-apod-apod sa presyur sa yuta luyo sa bungbong ug force attack point Ea

Figure 7 — pag-apod-apod sa presyur sa yuta atol sa pagtuyok sa retaining wall libot sa foot point A.

Ang pag-apod-apod sa presyur sa yuta ubay sa sulod nga bahin sa bungbong nagdepende sa deformation sa retaining wall, sa porma sa nawong sa yuta luyo sa bungbong ug sa porma sa sulod nga bahin sa bungbong.

Ang punto sa pag-atake sa aktibo nga presyur sa yuta Ea nagdepende sa pag-apod-apod sa presyur sa sulud sa sulud sa dingding ug sa porma niini. Kanunay kini sa gitas-on sa sentro sa grabidad sa nawong sa pressure diagram.

Coulomb nga ang presyur sa yuta sa luyo sa bungbong mosaka sa linya sa giladmon, sama sa tubig, ang gitawag. hydrostatic distribution sa pressure sa yuta (fig. 7). Bisan pa, ang pag-apod-apod sa presyur sa hydrostatic anaa lamang sa kaso kung ang dingding nagtuyok libot sa bitiis A o pipila ka ubos nga punto, samtang sa tanan nga mga kaso kini nagtipas gikan niini.

Kon ang retaining wall motuyok libot sa foot point A, o pipila ka ubos nga punto, ang yuta molihok paubos (fig. 7a), samtang walay pagduso paingon sa sulod sa yuta. Sa kini nga kaso, ang pag-slide sa yuta makita sa mga ibabaw nga adunay labing gamay nga resistensya M1C1, M2C2… parallel sa sliding surface AC, nga mahitabo kung ang pagtuyok sa dingding igo na ang pag-slide ABCA.

Busa, sa kini nga kaso, ang presyur nagdugang proporsyonal sa giladmon, i.e. ang pag-apod-apod sa presyur sa yuta sumala sa Coulomb hydrostatic. Ang aktibo nga diagram sa presyur sa yuta makuha base sa kahibalo sa puwersa Ea ug sa gitas-on sa kuta h, tungod kay ang puwersa Ea katumbas sa lugar sa pressure diagram abc (Fig.7b):

Ea=x·h/2, diin x=2Ea/h,

nga mao, tungod kay Ea = ½ γh2Ka, x = γhKa.

Hulagway8— pag-apod-apod sa presyur sa yuta kung ang bungbong magtuyok libot sa ibabaw nga B o mas taas nga punto L.

Kung ang nagsuporta nga bungbong moliko sa ibabaw sa bungbong B o mas taas nga punto L (fig.8a), adunay usa ka pagduso sa ibabaw nga bahin padulong sa sulod sa yuta, nga sa ingon giduso pataas sa ibabaw sa mga nawong nga labing gamay nga pagsukol M1C1, M2C2…

Sa igo nga dako nga pagtuyok sa bungbong, usa ka sliding surface AC ang maporma, diin ang sliding prism mo-slide paubos atol sa extrusion. Tungod sa pagduso sa yuta sa ibabaw nga bahin, usa ka passive earth pressure ang makita, nga mas taas kay sa aktibo, ug niana nga bahin ang pressure diagram bd katumbas sa passive pressure Ep (fig. 8b). Ingon nga ang kinatibuk-ang presyur sa yuta Ea nagdepende sa gidak-on sa prisma sa yuta ABCA ug katumbas sa triangular nga nawong sa pressure diagram abe, kini nga dayagram mokunhod sa iyang dugang nga agianan, hangtud nga ang nawong niini mahimong managsama sa triangular nga nawong abe. Ang aktuwal nga pressure diagram niini nga kaso mao ang curvilinear bc, nga dili matino sa matematika. Bisan pa, ang sentro sa grabidad S sa nawong sa dayagram ac anaa sa ibabaw sa sentro sa grabidad sa nawong sa triangular nga dayagram, nga dili kaayo paborable alang sa kalig-on sa retaining wall, tungod kay ang pag-atake nga punto sa puwersa Ea mas taas. Sumala sa Terzaghi, kini nahimutang sa katunga sa gitas-on sa nagsuporta nga bungbong.

Kung ang nagsuporta nga bungbong ibalhin sa unahan sa paghubad (fig. 9a), ang presyur nga sa wala pa ang paglihok katumbas sa presyur sa yuta sa nagpahulay nga estado E0 mikunhod, diin ang mga ibabaw nga ubos nga resistensya dili makita, apan kung ang bungbong molihok nga igo nga kadako, usa ka AC_BCA ang namugna nga nawong sa yuta. slide paubos. Tungod kay ang kinatibuk-ang presyur parehas sa triangular nga lugar sa pressure diagram abe (fig. 9b), ang pressure diagram mokunhod sa iyang dugang nga kurso. Ang aktuwal nga pressure diagram mao ang curved line ac, nga dili matino sa matematika. Matod ni Terzaghi, ang sentro sa grabidad S anaa sa gitas-on 0,40 – 0,45_h.

Figure 9 — pag-apod-apod sa presyur sa yuta sa panahon sa translasyon nga paglihok sa retaining wall sa unahan.

Sa pagkonsiderar sa pamaagi sa pagtino sa presyur sa yuta isip usa ka hilabihang bili, ang kinadak-an alang sa aktibo ug ang pinakagamay alang sa passive, ang teorya ni Coulomb giisip nga usa ka grabeng paagi sa pagtino sa presyur sa yuta.

Katapusang nota sa engineering: ang pag-apod-apod ug pag-atake nga punto sa presyur nagdepende sa aktuwal nga paagi sa pagkadaot sa istruktura. Dugang sa presyur sa yuta, drainage ug hydrostatic pressure, global ug internal stability, sliding, displacement, soil bearing and settlement, wall ug foundation strength, erosion, leaching, excavation phases ug temporary stability kinahanglan nga susihon. Ang kahimtang sa usa ka naglungtad nga bungbong nga nagpakita sa paglihok, mga liki, bulging o dili makontrol nga pagtulo sa tubig nanginahanglan dayon nga pagsusi sa propesyonal.