Περιεχόμενο αρχειακού ειδικού: το κείμενο και οι σαρωμένοι τύποι διατηρούν μια ιστορική θεωρητική αναφορά, αλλά δεν αποτελούν γεωτεχνική μελέτη, έργο τοίχου αντιστήριξης, υπολογισμό ευστάθειας, αξιολόγηση υπάρχοντος τοίχου, σχέδιο εκσκαφής ή οδηγίες εκτέλεσης. Οι πιέσεις της γης και του νερού εξαρτώνται από το συγκεκριμένο έδαφος, τη στρωματοποίηση, τη συμπύκνωση, την αποστράγγιση, τα υπόγεια ύδατα, τη γεωμετρία, την κίνηση των τοίχων, τα πρόσθετα φορτία, τον παγετό και τη σεισμική δράση. Για κάθε πραγματική υπόθεση, απαιτούνται ερευνητικές εργασίες, εργαστηριακά δεδομένα, έγκυρα πρότυπα και κοινός έλεγχος από εξουσιοδοτημένο γεωτεχνικό και δομικό μηχανικό.

Σήμερα, ο Savo Kusić επικεντρώνεται στα ξύλινα παράθυρα, παράθυρα από ξύλο-αλουμίνιο, προσαρμοσμένα παράθυρα, πόρτα και αιτήματα για προσφορά. Αυτό το άρθρο παραμένει ιστορικό αρχείο και δεν αντιπροσωπεύει προσφορά γεωτεχνικού σχεδιασμού, υπολογισμού ή κατασκευής τοίχων αντιστήριξης.

Πίεση γης σε τοίχους αντιστήριξης

Η γήινη μάζα που υποστηρίζεται από τον τοίχο αντιστήριξης ασκεί πίεση πάνω του, τείνοντας να την σπρώξει μεταφορικά προς τα εμπρός (εικ. 1a) ή να την σπρώξει (εικ. 1b). Το μέγεθος της πίεσης της γης E εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων οι πιο σημαντικές φυσικές ιδιότητες του εδάφους, η παραμόρφωση του τοίχου, η υγρασία του εδάφους και η κατάσταση των υπόγειων υδάτων, το ύψος του τοίχου, το εξωτερικό φορτίο και η τραχύτητα της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου.

Σχέδια μετατοπιστικής μετατόπισης και ανατροπής του τοίχου αντιστήριξης υπό την επίδραση της πίεσης γης

Εικόνα1— μεταφορική κίνηση και περιστροφή του τοιχώματος στήριξης.

Πίεση γης σε ηρεμία

Εάν ο τοίχος αντιστήριξης είναι άκαμπτος και ακίνητος, η πίεση που ασκείται σε αυτόν ονομάζεται πίεση γης σε ηρεμία και συμβολίζεται με E0. Αυτή ακριβώς είναι η πίεση που επικρατεί στο αδιατάρακτο έδαφος στο παρατηρούμενο βάθος, υπό την επίδραση του ίδιου του βάρους του εδάφους και πιθανώς της προφόρτισης προηγουμένως διαβρωμένων στρωμάτων. Η πίεση της γης σε ηρεμία είναι σπάνια και εμφανίζεται μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως με τοίχους αντιστήριξης που θεμελιώνονται σε συμπαγή βράχο, στη συνέχεια με κλειστά προφίλ σηράγγων και σωλήνων και με ογκώδεις αποβάθρες, οι οποίες είναι εντελώς ακίνητες (Εικ.2).

Σχέδιο πίεσης γης σε ηρεμία σε πλευρικά τοιχώματα τεράστιας αποβάθρας

Εικόνα2— ηρεμεί την πίεση της γης σε μια τεράστια αποβάθρα.

Ενεργή πίεση γείωσης

Εάν ο τοίχος στήριξης υπό την πίεση E κινηθεί προς τα εμπρός ή περιστραφεί γύρω από το πόδι A, ή κάποιο χαμηλότερο σημείο, που είναι κανονικές περιπτώσεις σε συμπιεστό έδαφος, με εξαίρεση τις προαναφερθείσες κλειστές και ογκώδεις κατασκευές, τότε η γήινη μάζα πίσω από τον τοίχο διαστέλλεται. Εάν η κίνηση του τοίχου είναι αρκετά μεγάλη, ένα μέρος του χώματος πίσω από τον τοίχο, το πρίσμα ABCA, αποκόπτεται και γλιστράει προς τα κάτω στην επιφάνεια ολίσθησης AC (εικ.2). Η πίεση που ασκεί το ολισθαίνον πρίσμα στον τοίχο αντιστήριξης ονομάζεται ενεργή πίεση γείωσης και συμβολίζεται με Ea. Αυτή η πίεση είναι σημαντικά χαμηλότερη από την πίεση σε ηρεμία, περίπου0,5να0,7_ΜΙ0_. Λόγω της ολίσθησης του γήινου πρίσματος ABCA, ενεργοποιούνται διατμητικές τάσεις τ κατά μήκος της διαμορφωμένης επιφάνειας ολίσθησης AC, οι οποίες αντιτίθενται στην ολίσθηση και μειώνουν την πίεση γείωσης. Τη στιγμή που το πρίσμα ABCA αρχίζει να ολισθαίνει, οι διατμητικές τάσεις τ φτάνουν στην υψηλότερη τιμή τους, που σημαίνει ότι εκείνη τη στιγμή η τιμή της ενεργού πίεσης γείωσης E είναι η μικρότερη. Επομένως, Ea είναι η κατώτερη οριακή τιμή της πίεσης γείωσης.

Δοκιμές Terzaghi για την πίεση της γης με υλικό άμμου σε τοίχο ύψους h=1,50 mέδειξε ότι για να επιτευχθεί η κατώτερη οριακή τιμή της ενεργού πίεσης γείωσης Ea, η μέση οριζόντια μετατόπιση του τοίχου Δl του5/10.000ύψος του τοίχου ή περιστροφή της κορυφής του τοίχου Δl του1/5.000_h_ γύρω από το πόδι A.

Παθητική πίεση γείωσης

Αν ασκήσουμε πίεση στον τοίχο από το εξωτερικό προς το εσωτερικό του εδάφους (εικ. 3), ο τοίχος θα κινηθεί προς τα πίσω και το χώμα θα συμπιεστεί. Όταν η κίνηση του τοίχου φτάσει σε μια ορισμένη τιμή Δl, το χωμάτινο πρίσμα ABCA θα διαχωριστεί από το έδαφος, το οποίο θα ωθηθεί προς τα πάνω από την επιφάνεια ολίσθησης AC υπό την περαιτέρω δράση της εξωτερικής δύναμης. Η αντίσταση που παρέχει το έδαφος έναντι της δράσης της εξωτερικής δύναμης τη στιγμή του διαχωρισμού του πρίσματος ABCA είναι παθητική πίεση γης Ep. Είναι η υψηλότερη ανώτερη οριακή τιμή που μπορεί να φτάσει η πίεση γείωσης.

Η γήινη πίεση σε ηρεμία προσδιορίζεται πειραματικά, ενώ η ενεργητική και η παθητική πίεση γης μπορούν να προσδιοριστούν υπολογιστικά, χρησιμοποιώντας αναλυτικές ή γραφικές μεθόδους και με βάση τη γνώση των φυσικών χαρακτηριστικών του εδάφους, που συνήθως προσδιορίζονται με εργαστηριακά μέσα.

Σχήμα παθητικής πίεσης γείωσης και ανύψωσης του συρόμενου πρίσματος πίσω από τον τοίχο αντιστήριξης

Εικόνα 3 — παθητική πίεση γείωσης και ολισθαίνον πρίσμα.

Σημαντικό για εφαρμογή: η ενεργή, η παθητική και η αδρανής κατάσταση δεν επιλέγονται μόνο από το όνομα της δομής. Πρέπει να αποδεικνύεται η επιτρεπτή μετατόπιση του τοίχου, οι αποτελεσματικές τάσεις, οι συνθήκες αποστράγγισης ή μη αποστράγγισης, η στάθμη και η αλλαγή των υπόγειων υδάτων, τα πρόσθετα φορτία και η πιθανότητα απώλειας εδάφους μπροστά από τον τοίχο. Η λανθασμένη επιλογή της κατάστασης πίεσης μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη σταθερότητα έναντι ολίσθησης, ανατροπής, φέρουσα ικανότητα του εδάφους και την αντοχή του τοίχου.

Προσδιορισμός του συντελεστή πίεσης ηρεμίας K0

Σε περίπτωση που ο τοίχος αντιστήριξης εκτίθεται στην επίδραση στατικής πίεσης, για τη διαστασιολόγηση του τοίχου αντιστήριξης θα πρέπει να υιοθετηθεί η στατική πίεση E0, η οποία είναι μεγαλύτερη από την ενεργό πίεση γείωσης. Το μέγεθός του είναι μεταξύ ενεργητικής και παθητικής πίεσης γης, ανάλογα με τον τύπο του εδάφους και τη συμπίεσή του.

Στο βάθος t κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, η κατακόρυφη πίεση από το ίδιο το βάρος του εδάφους είναι σt = γ·t. Εάν δεν υπάρχει δυνατότητα πλευρικής διαστολής του εδάφους, η οριζόντια πίεση σh = γ·t·K0, όπου K0 = σh/σt.

K0 είναι η πίεση ηρεμίας. Ο συντελεστής πίεσης ηρεμίας μπορεί να προσδιοριστεί με την τριαξονική δοκιμή με τον ακόλουθο τρόπο.

Ένα δείγμα αδιατάρακτου εδάφους που λαμβάνεται από το βάθος της πίεσης ηρεμίας τοποθετείται στην τριαξονική συσκευή, όπου η πλευρική πίεση σ3 κατά την εφαρμογή κατακόρυφου φορτίου σ1 ρυθμίζεται έτσι ώστε να μην εμφανίζεται πλευρική παραμόρφωση, δηλαδή να ισούται με μηδενική παραμόρφωση του δείγματος. Οι τιμές των ενεργών τάσεων σ’1 και σ’3 εφαρμόζονται στο διάγραμμα σ’1σ’3 (εικ. 4) και μια ευθεία γραμμή που λαμβάνεται το αρχικό τμήμα του φαινομένου καθορίζει την τιμή K0 = σ’3/σ’1.

Διάγραμμα ενεργών κύριων τάσεων για τον προσδιορισμό του συντελεστή πίεσης ηρεμίας με τριαξονική δοκιμή

Εικόνα 4 — προσδιορισμός του συντελεστή K__0 της πίεσης ηρεμίας με τριαξονική δοκιμή.

Σύμφωνα με τον Petermann, οι κατά προσέγγιση τιμές του συντελεστή πίεσης ηρεμίας είναι

για συμπαγή άμμο K0 = 0,40 – 0,45

για χαλαρή άμμο       K0 = 0,45 – 0,50

για πηλό K0 = 0,60 – 0,75

Εργαστηριακές τιμές: Τα κατά προσέγγιση εύρη παρακάτω παραμένουν μέρος του αρχικού κειμένου, αλλά δεν υποκαθιστούν τη δοκιμή αντιπροσωπευτικών δειγμάτων, γεωλογικών μοντέλων και τιμών σχεδιασμού. Η σημείωση OCR των τύπων, των δεικτών και των αποστρόφων πρέπει να ελέγχεται σε σχέση με μια έγκυρη πηγή πριν από οποιονδήποτε υπολογισμό.

Μέθοδοι προσδιορισμού ενεργού πίεσης γης — Θεωρία Coulomb

Coulomb ήταν ο πρώτος που δημοσίευσε τη θεωρία της πίεσης της γης (1770 έτος), με βάση την εμπειρία του πεδίου. Κοίταξε τον τοίχο αντιστήριξης που στήριζε το χαλαρό χώμα. Κάποια στιγμή αφαίρεσε τον τοίχο, οπότε η γήινη μάζα γλίστρησε κατά μήκος μιας ολισθαίνουσας επιφάνειας AC, με κλίση υπό γωνία α με την οριζόντια (εικ. 5). Το βάρος W του συρόμενου γήινου πρίσματος ABC, που οριοθετείται από την επιφάνεια του εδάφους BC, την επιφάνεια ολίσθησης AC και τον τοίχο αντιστήριξης AB, δρα ταυτόχρονα στον τοίχο αντιστήριξης και στην επιφάνεια ολίσθησης. Το μέγεθος της ενεργού πίεσης γης Ea προσδιορίστηκε από τον Coulomb με τις ακόλουθες δύο παραδοχές:

  1. ότι η επιφάνεια ολίσθησης είναι μια πραγματική επιφάνεια,

  2. ότι οι τρεις δυνάμεις που δρουν: το βάρος του ολισθαίνου πρίσματος W, η αντίσταση του τοιχώματος στήριξης Ea και η αντίσταση τριβής Q κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης AC τέμνονται σε ένα σημείο, πράγμα που σημαίνει ότι το επίπεδο δυνάμεων είναι κλειστό. Σύμφωνα με αυτή την υπόθεση, στην κατάσταση οριακής ισορροπίας το βάρος W ακυρώνεται ταυτόχρονα από την αντίσταση του τοιχώματος στήριξης Ea και την αντίσταση τριβής Q κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης.

Συρόμενο πρίσμα Coulomb πίσω από τον τοίχο και σχέδιο βάρους, τριβής και ενεργών δυνάμεων πίεσης γης

Εικόνα 5 — προσδιορισμός της ενεργητικής πίεσης γης σύμφωνα με τη θεωρία του Coulomb.

Οι προηγούμενες υποθέσεις δεν ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα. Η επιφάνεια ολίσθησης δεν είναι μια ευθεία αλλά μια καμπύλη επιφάνεια. Η τομή των τριών ενεργών δυνάμεων υπάρχει μόνο σε μία περίπτωση, όταν η επιφάνεια του εδάφους πίσω από τον τοίχο είναι οριζόντια, η εσωτερική επιφάνεια του τοίχου είναι κάθετη και η φορά της δύναμης Ea είναι οριζόντια, ενώ δεν υπάρχει στις άλλες περιπτώσεις. Ωστόσο, παρά αυτές τις αποκλίσεις, ο προσδιορισμός της ενεργητικής πίεσης γης εξακολουθεί να βασίζεται στη θεωρία Coulomb, καθώς έχει αποδειχθεί ότι είναι πρακτικά χρησιμοποιήσιμος σε πολλές περιπτώσεις.

Για τον προσδιορισμό της ενεργού πίεσης γης Ea Ο Coulomb υπέθεσε ότι λόγω της επίδρασης του βάρους της γήινης μάζας W υπήρξε μια κίνηση του τοιχώματος στήριξης και ο σχηματισμός του πρίσματος ABC της ενεργού πίεσης γης. Υποθέτοντας ότι η εσωτερική αντίσταση του εδάφους αποτελείται μόνο από τριβή. Ο Coulomb αποσυνθέτει το βάρος W σε δύο συστατικά, το ένα προς την κατεύθυνση της ενεργού δύναμης πίεσης γείωσης Ea, το άλλο προς την κατεύθυνση της αντίστασης τριβής που προκύπτει Q κατά μήκος της επιφάνειας ολίσθησης (εικ.5σι). Κάνοντας αυτό, ο Coulomb υποθέτει περαιτέρω ότι το εξάρτημα δρα υπό γωνία εσωτερικής τριβής με την κανονική προς την ολισθαίνουσα επιφάνεια AC, και ότι η συνιστώσα Ea ενεργεί υπό γωνία απόκλισης δ με την κανονική προς την εσωτερική επιφάνεια του τοιχώματος AB. Η δύναμη W καθορίζεται από την κατεύθυνση, το μέγεθος και την κατεύθυνση.

Για μια δεδομένη επιφάνεια ολίσθησης υπό γωνία α με την οριζόντια, η δύναμη W λαμβάνεται από την επιφάνεια του πρίσματος του εδάφους ABC για το μήκος1,0 mκάθετο στην κάτοψη και ογκομετρικό βάρος εδάφους γ, W=AΔABC x1,00x γ. Οι δυνάμεις Ea και Q είναι γνωστές με κατεύθυνση. Με βάση το σχέδιο δυνάμεων (Εικ.5β) και το ημιτονικό θεώρημα έχουμε:

Σαρωμένος τύπος που προκύπτει με την εφαρμογή του θεωρήματος ημιτόνου στο επίπεδο των δυνάμεων

Σχέδιο ειδικής περίπτωσης τοίχου αντιστήριξης με οριζόντιο έδαφος και επίπεδο δύναμης

Εικόνα6— περίπτωση τομής ενεργών δυνάμεων σε ένα σημείο.

Αυτό το μοτίβο είναι σωστό μόνο στην περίπτωση που το έδαφος είναι οριζόντιο (v=0), η εσωτερική επιφάνεια του τοίχου είναι κατακόρυφη (θ=0) και η φορά της δύναμης Ea οριζόντια (δ=0) δηλαδή όταν ο τοίχος είναι εντελώς λείος (εικ.6).

Για αυτήν την ειδική, αποκαλούμενη περίπτωση Rankine έχουμε:

Σαρωμένος τύπος πίεσης ενεργού γείωσης για ειδική θήκη Rankine

Το βάρος W είναι σε αυτήν την περίπτωση W =0.5·γ·h_2/tg_α, όπου γ είναι το ογκομετρικό βάρος του εδάφους.

Αν εισάγουμε την μπροστινή τιμή στην εξίσωση για Ea, παίρνουμε:

Σαρωμένο παράγωγο του τύπου για την ενεργό πίεση γείωσης ως συνάρτηση της γωνίας επιφάνειας ολίσθησης

Η προηγούμενη εξίσωση αναφέρεται σε μια αυθαίρετη επιφάνεια ολίσθησης AC. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η δύναμη Ea για την κρίσιμη επιφάνεια ολίσθησης, δηλαδή αυτή στην οποία είναι πιο πιθανό να συμβεί ολίσθηση. Θα είναι η επιφάνεια που δίνει την υψηλότερη τιμή ενεργού πίεσης γείωσης max Ea.

Για ένα δεδομένο ύψος του τοίχου Η και την υιοθετούμενη σταθερή γωνία εσωτερικής τριβής ϕ, η τιμή της ενεργού πίεσης γείωσης ποικίλλει ανάλογα με τη γωνία κλίσης α της επιφάνειας ολίσθησης προς την οριζόντια. Η τιμή max Ea θα ληφθεί εάν διαφοροποιήσουμε το Ea με α και ορίσουμε τη διαφορά ίση με μηδέν:

Σαρωμένη μαθηματική διαδικασία για τον προσδιορισμό της κρίσιμης γωνίας και του συντελεστή ενεργού πίεσης γης

Ο τύπος δεν είναι αριθμομηχανή: οι σαρωμένες εξισώσεις μπορεί να έχουν δυσανάγνωστους εκθέτες, δείκτες, γωνίες και πρόσημα. Δεν αντιγράφονται στο έργο χωρίς σύγκριση με αξιόπιστη πηγή ειδικού, έλεγχο μονάδων, υποθέσεις μοντέλων και ανεξάρτητο έλεγχο των αποτελεσμάτων. Ο υπολογισμός πρέπει να περιλαμβάνει νερό, αποστράγγιση, φορτία κατά μήκος της στεφάνης του τοίχου, σεισμική δράση και όλες τις σχετικές οριακές περιπτώσεις.

Προσδιορισμός γωνιών ϕ και δ

Η γωνία εσωτερικής τριβής ϕ προσδιορίζεται στο εργαστήριο. Το μέγεθός του εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους, την υγρασία και τη συμπίεση. Για ορισμένους τύπους εδάφους, η τιμή της γωνίας ϕ κυμαίνεται συνήθως εντός των ορίων που δίνονται στον πίνακα 1.

Ιστορικός πίνακας κατά προσέγγιση εσωτερικών γωνιών τριβής για θρυμματισμένη πέτρα, χαλίκι, άμμο, αργίλη, λόες και άργιλο

Πίνακας 1 — κατά προσέγγιση τιμές της εσωτερικής γωνίας τριβής ϕ για ορισμένους τύπους εδάφους.

Η γωνία απόκλισης δ της δύναμης Ea από την κανονική προς την εσωτερική επιφάνεια του τοίχου εξαρτάται από την παραμόρφωση του τοίχου και του εδάφους πίσω από αυτόν και από την τραχύτητα της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου. Εάν η καθίζηση του εδάφους είναι μεγαλύτερη από την καθίζηση του τοίχου, που είναι η πιο συνηθισμένη περίπτωση, τότε η γωνία δ είναι θετική, η τριβή μεταξύ τοίχου και εδάφους δρα προς τα πάνω. Αν η καθίζηση του τοίχου είναι μεγαλύτερη από την καθίζηση του εδάφους, που αποτελεί εξαιρετική περίπτωση, τότε η γωνία δ είναι αρνητική, η τριβή μεταξύ τοίχου και εδάφους ενεργεί προς τα κάτω. Οι οριακές τιμές της γωνίας δ είναι για μια εντελώς λεία επιφάνεια τοίχου δ=0, για μια εντελώς τραχιά δ=ϕ. Γενικά υιοθετείται το δ=2/3_ϕ_, με το γεγονός ότι το έδαφος του τοίχου προστατεύεται μόνιμα από έντονη διαβροχή. Εάν το έδαφος πίσω από τον τοίχο εκτίθεται σε ισχυρούς σεισμούς, υιοθετείται δ=ϕ/2 και εάν είναι πολύ υγρό δ=0.

Οι τιμές σχεδίασης των γωνιών: οι πινακικές και περιγραφικές τιμές ϕ και δ δεν εφαρμόζονται απευθείας σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Η επιλογή των παραμέτρων πρέπει να αντιστοιχεί στον τύπο και την κατάσταση του εδάφους, τον τρόπο εγκατάστασης και συμπίεσης, την αποστράγγιση, την αναμενόμενη κίνηση του τοίχου, την τραχύτητα της επαφής και τη σχετική προσέγγιση του έργου.

Κατανομή πίεσης γης πίσω από τον τοίχο και σημείο επίθεσης δύναμης Ea

Σχέδιο συρόμενων επιφανειών και τριγωνική κατανομή πίεσης όταν ο τοίχος περιστρέφεται γύρω από το πόδι

Εικόνα 7 — κατανομή της πίεσης της γης κατά την περιστροφή του τοίχου αντιστήριξης γύρω από το πόδι A.

Η κατανομή της πίεσης γης κατά μήκος της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου εξαρτάται από την παραμόρφωση του τοίχου αντιστήριξης, από το σχήμα της επιφάνειας του εδάφους πίσω από τον τοίχο και από το σχήμα της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου.

Το σημείο προσβολής της ενεργού πίεσης γείωσης Ea εξαρτάται από την κατανομή της πίεσης κατά μήκος της εσωτερικής επιφάνειας του τοίχου και από το σχήμα του. Βρίσκεται πάντα στο ύψος του κέντρου βάρους της επιφάνειας του διαγράμματος πίεσης.

Ο Coulomb υιοθέτησε ότι η πίεση της γης πίσω από τον τοίχο αυξάνεται γραμμικά με το βάθος, όπως με το νερό, το λεγόμενο. υδροστατική κατανομή της πίεσης της γης (εικ. 7). Ωστόσο, η κατανομή υδροστατικής πίεσης υπάρχει μόνο στην περίπτωση που το τοίχωμα περιστρέφεται γύρω από το πόδι A ή κάποιο χαμηλότερο σημείο, ενώ σε όλες τις άλλες περιπτώσεις αποκλίνει από αυτό.

Αν ο τοίχος αντιστήριξης περιστρέφεται γύρω από το πόδι A, ή κάποιο χαμηλότερο σημείο, το χώμα μετακινείται προς τα κάτω (εικ. 7a), ενώ δεν υπάρχει ώθηση προς το εσωτερικό του εδάφους. Σε αυτήν την περίπτωση, η ολίσθηση του εδάφους εμφανίζεται στις επιφάνειες με τη μικρότερη αντίσταση M1C1, M2C2… παράλληλη με την επιφάνεια ολίσθησης AC, η οποία συμβαίνει όταν η περιστροφή του τοίχου είναι αρκετά μεγάλη για να σχηματίσει αίσιο ABCA.

Επομένως, σε αυτή την περίπτωση, η πίεση αυξάνεται αναλογικά με το βάθος, δηλαδή η κατανομή της πίεσης της γης είναι σύμφωνα με την υδροστατική Coulomb. Το διάγραμμα ενεργού πίεσης γείωσης θα ληφθεί με βάση τη γνώση της δύναμης Ea και του ύψους του τοίχου h, αφού η δύναμη Ea είναι ίση με την περιοχή του διαγράμματος πίεσης abc (Εικ.7σι):

Ea=x·h/2, από όπου x=2Ea/h,

δηλαδή, αφού Ea = ½ γh2Κα, x = γhKa.

Σχέδιο κατανομής ενεργητικής και παθητικής πίεσης κατά την περιστροφή του τοίχου γύρω από ένα πάνω ή υψηλότερο σημείο

Εικόνα8— κατανομή της πίεσης γης όταν ο τοίχος περιστρέφεται γύρω από την κορυφή B ή κάποιο υψηλότερο σημείο L.

Εάν ο τοίχος στήριξης περιστρέφεται γύρω από την κορυφή του τοίχου B ή σε κάποιο υψηλότερο σημείο L (εικ.8α), υπάρχει μια ώθηση στο πάνω μέρος προς το εσωτερικό του εδάφους, η οποία κατά συνέπεια ωθείται προς τα πάνω κατά μήκος των επιφανειών με τη μικρότερη αντίσταση M1ντο1, Μ2ντο2

Σε μια αρκετά μεγάλη περιστροφή του τοίχου, σχηματίζεται μια ολισθαίνουσα επιφάνεια AC, κατά μήκος της οποίας το ολισθαίνον πρίσμα ολισθαίνει προς τα κάτω κατά την εξώθηση. Λόγω της ώθησης του εδάφους στο πάνω μέρος, εμφανίζεται μια παθητική πίεση γείωσης, η οποία είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την ενεργό και σε αυτό το τμήμα το διάγραμμα πίεσης bd αντιστοιχεί στην παθητική πίεση Ep (εικ. 8b). Καθώς η συνολική γήινη πίεση Ea εξαρτάται από το μέγεθος του γήινου πρίσματος ABCA και είναι ίση με την τριγωνική επιφάνεια του διαγράμματος πίεσης abe, αυτό το διάγραμμα θα μειωθεί στην περαιτέρω πορεία του, έως ότου η επιφάνειά του γίνει ίση με την τριγωνική επιφάνεια abe. Το πραγματικό διάγραμμα πίεσης σε αυτή την περίπτωση είναι καμπυλόγραμμο bc, το οποίο δεν μπορεί να προσδιοριστεί μαθηματικά. Ωστόσο, το κέντρο βάρους S της επιφάνειας του διαγράμματος ac είναι πάνω από το κέντρο βάρους της επιφάνειας του τριγωνικού διαγράμματος, το οποίο είναι λιγότερο ευνοϊκό για τη σταθερότητα του τοίχου αντιστήριξης, επειδή το σημείο προσβολής της δύναμης Ea είναι υψηλότερο. Σύμφωνα με τον Terzaghi, βρίσκεται στο μισό ύψος του τοίχου στήριξης.

Εάν το τοίχωμα στήριξης μετακινηθεί προς τα εμπρός σε μετατόπιση (εικ. 9a), η πίεση που πριν από την κίνηση αντιστοιχούσε στην πίεση γείωσης σε κατάσταση ηρεμίας E0 μειώνεται, οπότε δεν εμφανίζονται επιφάνειες χαμηλότερης αντίστασης, αλλά όταν ο τοίχος κινείται αρκετά μεγάλη, δημιουργείται μια ολίσθηση κατά μήκος της οποίας η AC_ επιφάνεια ολισθαίνει. προς τα κάτω. Εφόσον η συνολική πίεση είναι ίση με την τριγωνική περιοχή του διαγράμματος πίεσης abe (εικ. 9b), το διάγραμμα πίεσης θα μειωθεί στην περαιτέρω πορεία του. Το πραγματικό διάγραμμα πίεσης είναι η καμπύλη γραμμή ac, η οποία δεν μπορεί να προσδιοριστεί μαθηματικά. Σύμφωνα με τον Terzaghi, το κέντρο βάρους S βρίσκεται στο ύψος 0,40 – 0,45_h_.

Σχήμα καμπυλόγραμμης κατανομής πίεσης κατά τη μεταφορική προς τα εμπρός κίνηση του τοίχου αντιστήριξης

Εικόνα 9 — κατανομή πίεσης γείωσης κατά τη μεταφορική κίνηση του τοίχου αντιστήριξης προς τα εμπρός.

Θεωρώντας τη μέθοδο προσδιορισμού της πίεσης γης ως ακραία τιμή, τη μεγαλύτερη για την ενεργό και τη μικρότερη για την παθητική, η θεωρία του Coulomb θεωρείται ως ακραία μέθοδος προσδιορισμού της πίεσης γης.

Τελική σημείωση μηχανικής: η κατανομή και το σημείο προσβολής της πίεσης εξαρτάται από τον πραγματικό τρόπο παραμόρφωσης της κατασκευής. Εκτός από την πίεση της γης, η αποστράγγιση και η υδροστατική πίεση, η συνολική και εσωτερική σταθερότητα, η ολίσθηση, η μετατόπιση, η έδραση και καθίζηση του εδάφους, η αντοχή του τοίχου και της θεμελίωσης, η διάβρωση, η έκπλυση, οι φάσεις εκσκαφής και η προσωρινή σταθερότητα πρέπει να ελέγχονται. Η κατάσταση ενός υφιστάμενου τοίχου που παρουσιάζει κίνηση, ρωγμές, διόγκωση ή ανεξέλεγκτη διαρροή νερού απαιτεί άμεση επαγγελματική αξιολόγηση.