Nykyään Savo Kusić keskittyy puisiin ikkunoihin, puu-alumiini-ikkunat, muokatut ikkunat, ovi ja tarjouspyynnöt. Tämä teksti säilyy geoteknisenä arkistona, eikä se ole tarjous tukiseinien suunnitteluun, geoteknisiin tutkimuksiin tai maanrakennustöihin.
Passiivisen maapaineen määritysmenetelmät
Passiivinen maapaine ilmenee vain siinä tapauksessa, että seinän muodonmuutos maata kohti on riittävän suuri aktivoimaan maan sisäisen vastuksen, joka vastustaa ulkoista voimaa. Franzius totesi kokein, että passiivisen maanpaineen aktivoimiseksi on välttämätöntä siirtää seinää märän hiekan tapauksessa s=30_h_1,5, ja jos hiekka on veden alla s=23h2,5jossa siirtymä s on millimetreinä ja h on seinän korkeus metreinä. Siksi, jos seinän korkeus on h=3,0 m, passiivisen paineen aktivoimiseksi märän hiekan tapauksessa seinää on siirrettävä maan suuntaan s=156 mm. Koska näin suuri seinän liike ei kuitenkaan useimmissa tapauksissa ole sallittua, se käsitellään jollakin seuraavista tavoista:
a) Jos seinän korkeus on pieni, kuten perustuskorkeuden CD tapauksessa (kuva.1a) passiivista maanpainetta Ep ei oteta huomioon niin kauan kuin pohjan CD edessä oleva maakerros voidaan myöhemmin louhia tai eroosiota, ja se lasketaan vain aktiivisella maanpaineella Ea seinän AB koko korkeudella.
b) Jos seinäkorkeus on korkeampi (kuva.1b) seinän CD passiivisen maapaineen Ep sijaan käytetään Ea voimia Ea vastustavaksi vastukseksi.1 ja Ea2.
c) Sellaisten tukien osalta, jotka tarvitsevat suuria vaakasuuntaisia voimia, tarvitaan täysi passiivinen paine Ep seinän AB koko korkeudelle vastustaakseen hyökkäysvoimaa R (kuva 1).1c). Tällöin maaperä muotoillaan ensin hydraulisilla tunkeilla, ja jos maa on pehmeää savea tai vastaavaa materiaalia, joka muotoutuu voimakkaasti kuormituksen alaisena, tämä materiaali korvataan vaaditulla leveydellä b soramateriaalilla, jonka sisäkitkakulma on suuri ja joka on helposti tiivistävissä siten, että myöhemmät maaperän muodonmuutokset rakenteen kuormituksen alaisena jäävät pois.
Sl.1. Tapauksia passiivisen maapaineen vaikutuksesta
Passiivisen maanpaineen määrittämiseen on useita menetelmiä, joista tunnetuimmat ovat Coulombin ja Rebhann-Ponceletin graafiset menetelmät.
Coulombin graafinen menetelmä
Tämän menetelmän mukaan otetaan käyttöön todellinen liukupinta sekä se, että maaperän sisäinen vastus koostuu vain kitkasta, ilman koheesiota (c=0). Koska passiivinen maanpaine esiintyy vastusvoimana, nämä ovat maan sisäisen kitkan kulma ja voiman poikkeamakulma Ep normaalista vastakkaisen merkin seinämään, eli -δ ja -ϕ (kuva 1).2a).
Jos seinän sisäpinta on AB ja jos otamme mielivaltaisen liukupinnan AC, ulkoista voimaa Ep vastustavat liukuprisman ABCA paino W ja liukupintaa AC pitkin kulkeva kitkavastus Q. Koska paino W tunnetaan suuruuden, suunnan ja suunnan perusteella, kun taas voimat Q ja Ep tunnetaan suunnan ja suunnan mukaan, on mahdollista luoda voimien suunnitelma (kuva 1).2b), josta määräytyy voiman Ep suuruus.
Sl.2. Coulomb passiivinen maanpaine
Koska tarvitaan kuitenkin pienin passiivinen paine Ep,min, joka vastaa kriittistä liukupintaa AC, jota pitkin liukuva prisma todennäköisimmin muodostuu ja työntyy ulos eniten ulkoisen voiman vaikutuksesta, tehdään se seuraavasti (kuva 1).3).
Sl.3. Passiivisen maapaineen EP määritys Coulombin toimesta
Piirretään useita mielivaltaisia liukupintoja AC1, AC2, AC3. . . ja määritä kunkin vastaavan liukuvan prisman paino W1 = AΔABC1 x1,00x γ, W2 = AΔABC2 x1,00x γ, W3 = AΔABC3 x1,00x γ. Sitten jokaiselle prismalle luodaan vastaava voimasuunnitelma ja määritetään voimat EP1, EP2, EP3… Nämä voimat kohdistetaan sopivassa suhteessa voimadiagrammiin EP ja tämän kaavion tangentti abskissa-akselin suuntaisesti antaa pienimmän arvon Ep, joka vastaa kriittistä liukupintaa AC. Tämän menetelmän haittana on, että se voi graafisen ratkaisunsa ansiosta antaa voiman Ep, joka poikkeaa paljon todellisuudesta. Siksi tätä menetelmää käytetään harvoin.
Culmannin graafinen menetelmä
Tämän menetelmän mukaan oletetaan, että passiivinen maanpaine Ep vaikuttaa kulmassa -δ tukiseinän normaalin kanssa, että maaperän luonnollisen kaltevuuden viiva menee päällekkäin kulman -ϕ vaakatason kanssa ja että asentoviiva limittyy kulman -(δ+ϕ) seinän linjan kanssa (kuva 1).4a). Rajatasapainotilassa kolme vaikuttavaa voimaa W, Q ja Ep leikkaavat yhdessä pisteessä. Koska voima W tunnetaan suunnan, suuruuden ja suunnan perusteella ja voimat Q ja Ep suunnan ja suunnan mukaan, voimme piirtää voimien suunnitelman (kuva 1).4b). Jos käännämme tämän voimien kolmion ympäri90°- ϕ vastapäivään, voima W putoaa maan luonnollisen kaltevuuden linjan AN suuntaan, voima Q liukupinnan suuntaan AC ja voima Ea paikkaviivan BH suuntaan, koska voimien W ja ϕ välillä on kulma _Q_p ja + normaalissa seinään nähden on kulma δ, joten voiman suunta Ep osuu yhteen paikkaviivan BH suunnan kanssa (kuva 1).4a).
Sl.4. Passiivisen maapaineen määritys Coulombin avulla
Menettely passiivisen maapaineen määrittämiseksi on seuraava (kuva 1). 4c). Seinän A jalusta piirretään useita mielivaltaisia liukupintoja AC1, AC2, AC3…. Jokainen näistä pinnoista vastaa liukuvaa prismaa ABC1, ABC2, ABC3…, jonka pituus kohtisuorassa luonnokseen nähden oletetaan olevan yhtä suuri kuin yksikkö. Jos näiden saviprismien painot W1 = AΔABC1 x1,00x γ, W2 = AΔABC2 x1,00x γ, W3 = AΔABC3 x1,00x γ, missä γ on maan tilavuuspaino laskettuna maaperän luonnollisen kaltevuuden linjalle AN, saadaan pisteet I, II, III… Piirtämällä näistä pisteistä asemaviivan suuntaisia viivoja, saadaan leikkauspisteet R1, R2, R3… Kolmiot A_I_R1, A_II_R2, A_III_R3 ovat voimatasot W, Q ja Ep vastaaville liukupinnoille. Yhdistämällä pisteet R1, R2, R3… saamme passiivisten maanpaineiden Cullmannin linjan, ns. Cullmannin Ep Line. Tämän maan luonnollisen kaltevuuden suuntaisen suoran tangentti antaa pienimmän pituuden KK’, joka suhteessa voimiin W antaa passiivisen maanpaineen Ep.
Jos suuntaa AK jatketaan maastoviivan leikkauskohtaan, saadaan pienimmän vastuksen omaava liukupinta AC.
Rebhann-Ponceletin menetelmä
Tämän menetelmän mukaan menetelmä on samanlainen kuin aktiivisen maanpaineen määrittämisessä sillä erolla, että voima Q vaikuttaa kulmassa -ϕ liukupinnan normaalin kanssa ja voima Ep kulmassa -δ seinäviivan normaalin kanssa. Rebhannin mukaan AΔABC = AΔACD (kuva.5a). Menettely passiivisen maapaineen määrittämiseksi on seuraava:
Sl.5. Passiivisen maapaineen määritys Rebhann-Ponceletin mukaan
Seinän A jalusta piirretään maan luonnollisen kaltevuuden viiva kulmassa -ϕ vaakatason kanssa.
Seinän B yläosasta vedetään asentoviiva BH kulmaan -(δ+ϕ). Maalinjan sijainnin ja luonnollisen kaltevuuden leikkauspisteessä M normaali nostetaan leikkauspisteeseen L halkaisijana AN:n yläpuolella oleva puoliympyrä.
Kompassin AL avautuessa siirrämme pisteen L kohtaan D (AL=AD).
Vetämällä pisteestä D yhdensuuntainen paikkaviivan kanssa maastoviivan leikkauspisteeseen C, saadaan maanpainekolmion DC = e toinen puoli. Siirtämällä pisteen C arvoon F (DC= DF) ja alentamalla normaalia CK maan luonnollisen kaltevuuden linjaan, saadaan maanpainekolmio DCF, josta saadaan Ep=1/2_γ_ ef, jossa γ on maaperän bulkkitiheys.
Viiva AC edustaa liukuvaa pintaa. Passiivinen maapainekaavio on ba (Kuva.5b). Se saadaan lomakkeen perusteella
Ep = xt/2, mistä x =2_Ep_/h
Voiman Ep kohtauspiste on kolmion abc painopisteen korkeudella. Voima Ep vaikuttaa kulmassa -δ tukiseinän normaalin kanssa.
Ilmoitetut menetelmät, yksiköt, kaavat ja arvot ovat peräisin historiallisesta lähteestä, eivätkä ne korvaa geoteknistä tutkimusta, staattista laskelmaa, tukiseinäprojektia tai toteutussuunnitelmaa. Passiivisen vastuksen mobilisointimahdollisuus riippuu sallitusta muodonmuutoksesta, todellisista parametreistä ja maaperän kerroksesta, maanalaisesta ja pintavedestä, salaojituksesta, lisäkuormituksista, seismisistä vaikutuksista, eroosiosta, louhinnasta, rakennusvaiheista ja viereisistä rakennuksista. Tietyn maaston ratkaisun tulee määrittää asianmukainen tutkimus ja valtuutetut geotekniset ja rakennusalan asiantuntijat voimassa olevien määräysten mukaisesti.