فشار غیرفعال زمین بر روی دیوارهای حائل

اطلاعات مرتبط: پنجره های چوبی ساخته شده بر اساس پروژه شما. · پنجره های چوبی آلومینیومی سفارشی. · پنجره های سفارشی برای خانه ها، پروژه ها و صادرات. · دربهای چوبی و چوبی آلومینیومی سفارشی. · یک درخواست قیمت ارسال کنید.

روشهای تعیین فشار غیرفعال زمین

فشار زمین غیرفعال تنها در مواردی ظاهر می شود که تغییر شکل دیوار به سمت زمین به اندازه کافی بزرگ باشد تا مقاومت داخلی زمین را فعال کند که با نیروی خارجی مخالف است. فرانزیوس از طریق آزمایشات ثابت کرد که برای فعال کردن فشار غیرفعال زمین، باید دیوار را در مورد ماسه مرطوب حرکت داد s=30_h_1,5، و در مورد ماسه زیر آب s=23ساعت2،5جابجایی s بر حسب میلی متر و h ارتفاع دیوار بر حسب متر است. بنابراین اگر ارتفاع دیوار h= باشد3,0 m، برای فعال کردن فشار غیرفعال در مورد ماسه مرطوب باید دیوار را در جهت زمین حرکت داد s=156 mm. با این حال، از آنجایی که در اکثر موارد چنین جابجایی بزرگی از دیوار مجاز نیست، به یکی از روش های زیر رسیدگی می شود:

a) اگر ارتفاع دیوار کوچک باشد، مانند نرخ پی CD (شکل 1a)، فشار زمین غیرفعال Ep در نظر گرفته نمی‌شود، تا زمانی که بتوان لایه خاک، جلوی نرخ CD را متعاقباً حفاری کرد و فقط با کل فشار زمین، ارتفاع فعال یا کل فشار زمین را محاسبه کرد. دیوار AB.

ب) در مورد ارتفاع دیوار بیشتر (شکل.1ب) به جای فشار غیرفعال زمین Ep در قسمتی از دیوار CD، Ea به عنوان مقاومتی که در مقابل نیروهای Ea قرار می گیرد، اتخاذ می شود.1 و _ ایا2_.

ج) در مورد پایه‌هایی که نیاز به دریافت نیروهای افقی زیاد دارند، فشار غیرفعال کامل Ep روی تمام ارتفاع دیوار AB لازم است تا با نیروی حمله R مقابله کند.1ج). در این صورت ابتدا با استفاده از جک های هیدرولیک خاک تغییر شکل داده می شود و اگر خاک از خاک رس نرم یا مواد مشابه تشکیل شده باشد که تحت بار به شدت تغییر شکل می دهد، این ماده در عرض b مورد نیاز با یک ماده سنگریزه ای جایگزین می شود که زاویه اصطکاک داخلی آن زیاد است و به راحتی متراکم می شود تا تغییر شکل های بعدی خاک تحت بار سازه از بین برود.

Sl.1. موارد تاثیر فشار غیرفعال زمین

روش های مختلفی برای تعیین فشار غیرفعال زمین وجود دارد که از جمله شناخته شده ترین آنها می توان به روش های گرافیکی Coulomb و Rebhann-Poncelet اشاره کرد.

روش گرافیکی کولن

بر اساس این روش، سطح لغزشی واقعی اتخاذ می شود و همچنین مقاومت داخلی خاک فقط از اصطکاک و بدون انسجام تشکیل می شود (c=0). از آنجایی که فشار غیرفعال زمین به عنوان یک نیروی مقاومتی ظاهر می شود، اینها زاویه اصطکاک داخلی خاک و زاویه انحراف نیروی Ep از نرمال به دیواره علامت مخالف، یعنی -δ و -ϕ هستند (شکل.2الف).

اگر سطح داخلی دیوار AB باشد و اگر سطح لغزشی دلخواه AC را اتخاذ کنیم، نیروی خارجی Ep با وزن W منشور لغزشی ABCA و مقاومت اصطکاکی Q در امتداد سطح لغزش AC مقابله می کند. از آنجایی که وزن W با بزرگی، جهت و جهت شناخته می شود، در حالی که نیروهای Q و Ep با جهت و جهت شناخته می شوند، می توان طرحی از نیروها ایجاد کرد (شکل 1).2ب) که از آن بزرگی نیروی Ep تعیین می شود.

Sl.2. فشار غیرفعال زمین کولن

با این حال، از آنجایی که کمترین فشار غیرفعال Ep,min مورد نیاز است که مربوط به سطح لغزشی بحرانی AC است که به احتمال زیاد منشور لغزشی در امتداد آن تشکیل شده و تحت تاثیر نیروی خارجی به بیرون رانده می شود، به صورت زیر انجام می شود (شکل 1).3).

Sl.3. تعیین EP فشار زمین غیرفعال توسط کولمب

چندین سطح کشویی دلخواه AC کشیده شده است1، AC2، AC3. . . و برای هر منشور لغزشی مربوطه وزن W را تعیین کنید1 = AΔABC1 x1,00x γ، W2 = AΔABC2 x1,00x γ، W3 = AΔABC3 x1,00x γ. سپس برای هر منشور، طرح مربوط به نیروها ایجاد می شود و نیروهای EP تعیین می شوند1، EP2، EP3… این نیروها به نسبت مناسب با نمودار نیرو EP وارد می شوند و مماس بر این نمودار موازی با محور آبسیسا کمترین مقدار Ep را می دهد که سطح لغزشی بحرانی AC با آن مطابقت دارد. عیب این روش این است که به دلیل حل گرافیکی آن می تواند نیروی Ep بدهد که از واقعیت بسیار منحرف می شود. بنابراین، این روش به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.

روش گرافیکی کولمن

بر اساس این روش، فرض بر این است که فشار غیرفعال زمین Ep با زاویه -δ با نرمال به دیوار نگهدارنده عمل می کند، که خط شیب طبیعی خاک با زاویه -ϕ با افقی همپوشانی دارد، و خط موقعیت بر زاویه -(δ+ϕ) با خط دیوار همپوشانی دارد (شکل.4الف). در حالت تعادل حدی، سه نیروی عامل W، Q و Ep در یک نقطه تلاقی می کنند. از آنجایی که نیروی W با جهت، بزرگی و جهت، و نیروهای Q و Ep با جهت و جهت آن شناخته می شود، می توانیم طرحی از نیروها ترسیم کنیم (شکل 1).4ب). اگر این مثلث نیروها را بچرخانیم90°- ϕ در خلاف جهت عقربه های ساعت، نیروی W در جهت خط شیب طبیعی زمین AN، نیروی Q در جهت سطح لغزش AC، و نیروی Ea در جهت خط موقعیت BH سقوط می کند، زیرا بین نیروهای W و Q بین نیروهای W و Q بین p و Q یک زاویه نرمال وجود دارد در حالی که زاویه ϕ و__A وجود دارد. یک زاویه δ، بنابراین جهت نیروی Ep با جهت خط موقعیت BH منطبق است (شکل.4الف).

Sl.4. تعیین فشار غیرفعال زمین توسط کولمب

روش تعیین فشار غیرفعال زمین به شرح زیر است (شکل 1). 4ج). از پایه دیوار A چندین سطح کشویی دلخواه AC را می کشیم1، AC2، AC3…. هر یک از این سطوح مربوط به یک منشور کشویی ABC است1، ABC2، ABC3… که طول آن را عمود بر پلان برابر با واحد فرض می کنیم. اگر اوزان این منشورهای خاکی W1 = AΔABC1 x1,00x γ، W2 = AΔABC2 x1,00x γ، W3 = AΔABC3 x1,00x γ که در آن γ وزن حجمی خاک است که به خط شیب طبیعی خاک AN اعمال می شود، نقاط I، II، III را به دست می آوریم… با کشیدن خطوط موازی با خط موقعیت از این نقاط، نقاط تقاطع R به دست می آید.1، _ آر2_، R3… مثلث A_I_R1، A_II_R2، A_III_R3 صفحات نیرو W، Q و Ep برای سطوح لغزشی مربوطه هستند. با اتصال نقاط R1، _ آر2_، R3… ما خط فشارهای غیرفعال زمین کولمن را به دست می آوریم که اصطلاحاً خط Ep Cullmann نامیده می شود. مماس بر این خط موازی با خط شیب طبیعی زمین، کمترین طول KK’_ را به دست می دهد که به تناسب نیروهای W فشار غیرفعال زمین Ep را می دهد.

اگر جهت AK را تا تقاطع با خط زمین گسترش دهیم، سطح لغزشی با کمترین مقاومت AC را بدست می آوریم.

روش Rebhann-Poncelet

طبق این روش، روش مشابه روش تعیین فشار زمین فعال است با این تفاوت که نیروی Q در زاویه -φ با نرمال به سطح لغزنده، و نیروی Ep در زاویه -δ با خط نرمال به دیوار عمل می کند. به گفته ربهان، AΔABC = AΔACD (شکل 5a). روش تعیین فشار غیرفعال زمین به شرح زیر است:

شکل. 5. تعیین فشار غیرفعال زمین بر اساس Rebhann-Poncelet

از پایه دیوار A خط شیب طبیعی خاک را با زاویه -ϕ با افقی رسم می کنیم.

از بالای دیوار B خط موقعیت BH را در زاویه -(δ+ϕ) رسم می کنیم. در نقطه M تقاطع شیب زمین موقعیتی و طبیعی خط، نرمال تا تقاطع L با نیم دایره بالای AN به عنوان قطر بالا می رود.

با باز شدن قطب نما AL نقطه L را به D (AL=AD) منتقل می کنیم.

با ترسیم از نقطه D موازی با خط موقعیت تا تقاطع C با خط زمین، یک ضلع مثلث فشار زمین DC = e به دست می آید. با انتقال نقطه C به F (DC=DF) و پایین آوردن CK نرمال به خط شیب طبیعی زمین، مثلث فشار زمین DCF را به دست می آوریم که از آن Ep= بدست می آید.1/2_γ_ ef، در جایی که γ چگالی ظاهری خاک است.

خط AC سطح لغزنده را نشان می دهد. نمودار فشار زمین غیرفعال ba است (شکل 1).5ب). بر اساس یک فرم به دست می آید

Ep = xh/2، از آنجا x =2_Ep_/h

نقطه حمله نیروی Ep در ارتفاع مرکز ثقل مثلث abc است. نیروی Ep در زاویه -δ با نرمال به دیوار حائل عمل می کند.

روش‌ها، واحدها، فرمول‌ها و مقادیر ذکر شده از منبع تاریخی منتقل می‌شوند و جایگزین مطالعات ژئوتکنیکی، محاسبه استاتیک، پروژه دیوار حائل یا طرح اجرا نمی‌شوند. امکان تحرک مقاومت غیرفعال به تغییر شکل مجاز، پارامترهای واقعی و لایه‌بندی خاک، آب‌های زیرزمینی و سطحی، زهکشی، بارهای اضافی، اثرات لرزه‌ای، فرسایش، گودبرداری، مراحل ساخت و ساز و ساختمان‌های مجاور بستگی دارد. راه حل برای یک زمین خاص باید توسط تحقیقات مناسب و کارشناسان مجاز ژئوتکنیک و ساختمانی طبق مقررات جاری تعیین شود.