Hauv kev siv tshuab av, txheeb xyuas kev muaj peev xwm nqa siab kawg ntawm av thiab kev thauj khoom uas pub tau ntawm av.
Lub peev xwm nqa siab kawg ntawm av yog qhov uas tau mus txog thaum av pib tawg. Av tawg tshwm sim thaum lub nra uas lub hauv paus xa mus rau av loj dua nws lub zog txiav. Hauv qhov xwm txheej ntawd, nyob rau hauv kev ua ntawm lub nra ntawm lub hauv paus P tshwm sim cov chaw muaj kev tawm tsam tsawg tshaj ACD thiab BCE – cov chaw swb sl. 1, raws li qhov av raug thawb tawm mus sab, thiab tib lub sijhawm av saum toj saud ntawm theem av nyob ib ncig ntawm lub tsev DG thiab EF pib nce siab, thaum lub hauv paus nws tus kheej nqes.
Sl. 1. Kev tawg ntawm av hauv qab kev thauj ntawm lub hauv paus
Lub zog txiav ntawm av nce nrog qhov tob ntawm lub hauv paus t, vim tias vim qhov hnyav ntawm cov txheej saum toj no, qhov peev xwm raug nias tawm mus rau sab nqaim zuj zus. Yog li ntawd, cov hauv paus tob feem ntau nyuaj ua rau av tawg, thaum cov hauv paus ntiav muaj kev phom sij rau kev tawg. Ib yam li ntawd, cov hauv paus dav kuj nyuaj ua rau av tawg, vim tias cov chaw swb nyob tob dua.
Lub nra tso cai ntawm av yog lub nra uas tuaj yeem tso cai kom ua rau av, yam tsis ua rau av tawg nyob rau cov xwm txheej tsis zoo tshaj plaws uas yuav tshwm sim. Lub nra tso cai ntawm av raug txiav txim raws li lub peev xwm nqa tau kawg ntawm av los ntawm kev siv tus qauv kev nyab xeeb. Qhov loj ntawm tus qauv kev nyab xeeb nyob ntawm ntau yam, uas tseem ceeb tshaj yog qhov raug ntawm cov yam ntxwv lub cev ntawm av, peev xwm hloov pauv ntawm cov ntsiab lus ntawm kev tawm tsam sab hauv ntawm av tshwj xeeb yog kev sib raug, uas nws tus nqi yuav hloov tau dav heev raws li dej hauv av, thiab tom qab ntawd qhov cuam tshuam ntawm lwm yam muaj peev xwm, xws li cov xwm txheej ntawm kev thauj hnyav (muaj peev xwm ntawm kev thauj cia li thiab kev thauj muaj zog), qhov tob ntawm lub hauv paus, thiab qhov dav ntawm lub taw ntawm lub hauv paus.
Muaj peev xwm nqa ntawm av tuaj yeem txiav txim raws li kev tawg ntawm av, uas muab peev xwm nqa ciam kawg. Los ntawm peev xwm nqa ciam kawg ntawm av txhais tau tias yog qhov loj ntawm qhov thauj uas ua rau tawg. Muaj ob txoj hauv kev txiav txim peev xwm nqa ciam kawg raws li kev tawg ntawm av, uas yog kev daws lej thiab kev thauj sim.
Kev daws lej
Ntau tus kws tshawb fawb tau sim nrhiav kev daws lej los txiav txim qhov peev xwm thauj khoom kawg ntawm av, raws li kev paub txog cov yam cuam tshuam thiab raws li ntau yam kev xav txog cov xwm txheej tawg. Cov yam cuam tshuam yog cov yam ntxwv cev ntawm av, uas raug txiav txim los ntawm kev kuaj hauv chav kuaj rau cov qauv av tsis raug cuam tshuam, xwm txheej dej hauv av, qhov tob ntawm kev foundation, qhov loj thiab daim duab ntawm thaj chaw raug thauj, thiab kuj yog txoj kev thauj, piv txwv li kev thauj sib npaug lossis tsis sib npaug, thauj nruab nrab lossis thauj tsis nruab nrab ntawm av. Cov kev xav txog cov xwm txheej tawg yog raws li kev xav yas thiab kev xav elastic. Txawm li cas los xij, cov txheej txheem niaj hnub rau kev txiav txim av peev xwm thauj khoom yog raws li kev xav yas, uas sib xyaw nrog qee cov kev xav yooj yim.
Ntawm no peb yuav nthuav tawm ob peb txoj kev xam uas paub zoo rau kev txiav txim siab txog lub peev xwm nqa ntawm ciam teb, los yog lub nra tso cai ntawm av.
Daim qauv Prandtl-Caquota
Yog tias lub hauv paus taw AB tau tso rau qhov tob t hauv qab npoo av, ntawm qhov tob no muaj lub siab sib chwv po vim kev thauj ntawm lub hauv paus thiab lub siab sab p=γt vim qhov hnyav ntawm av saum theem ntawm lub hauv paus taw mus txog npoo av (sl. 2).
Nyob rau hauv kev ua ncaj qha ntawm qhov hnyav ntawm lub hauv paus, thaum thaum dhau qhov ciam kev nqa tau ntawm av, tshwm sim cov nplaim swb ncaj AC thiab BC, uas ua rau lub kaum α = 45° + ϕ/2 nrog rau saum npoo uas thauj. Cov nplaim swb no tsim lub ceg av nquag ABC.
Daim duab 2. Cov chaw swb raws li daim ntawv ntawm logarithmic kauv nyob rau hauv kev cuam tshuam ntawm ib lub hauv paus uas thauj khoom nruab nrab raws Prandtl-Caquot
Raws li kev nias ntawm lub prism av ua haujlwm, cov prism av sab passive ADD1 thiab BEE1 tsim nyob rau sab, uas nws nrhiav thawb nce raws cov nplaim swb DD1 thiab EE1, ntawm lub kaum 45°-ϕ/2 nrog kab rov tav. Nruab nrab ntawm cheeb tsam ntawm kev nias av active thiab passive muaj cheeb tsam ntawm kev txiav radial ACD los yog BCE, uas thaum dhau qhov sib npaug ciam, kev swb tshwm sim raws cov nplaim swb nkhaus. Résal tau xam tias cov nplaim swb nyob rau cheeb tsam kev txiav radial yog zoo li ib txoj kab kauv logarithmic nrog tus chaw nyob rau A los yog B, uas nws kab zauv yog r=r0 eπ tg_ϕ_
Rau kev txiav txim siab txog qhov kev thauj khoom kawg ntawm av, cov kev xav hauv qab no tau raug ua:
- tias lub hauv paus du, i.e. kev sib txhuam ntawm lub hauv paus taw thiab av raug tsis suav tias muaj;
- hais tias lub zog txiav ntawm av raws cov npoo D1M thiab E1N tsis muaj, los yog raug saib tsis xyuas;
- hais tias qhov hnyav ntim ntawm av hauv qab qab taw yog γ=0, uas yog, tus cawv ntawm qhov hnyav ntawm av hauv qab lub taw tsaws raug tsis suav rau hauv cheeb tsam ntawm kev sib npaug yas.
Qauv Prandtl-Caquota hais tias:
Peev xwm nqa txwv kawg ntawm av yog
Yog peb muab:
lub peev xwm txhawb nqa kawg ntawm av sib xyaw yog qf = γtm + cm1.
Rau cov nqi sib txawv ntawm lub kaum sab hauv kev sib txhuam ntawm av, cov nqi rau m thiab m1 raug muab rau hauv lub rooj 1.
Tabl. 1. Tus nqi ntawm cov coefficient m thiab m__1 rau ntau tus nqi sib txawv ntawm lub kaum sab hauv kev sib txhuam ntawm av
Lub nra av uas pub siv tau yog qa = pdozv = qf/F qhov uas F yog tus cim kev nyab xeeb. Rau kev siv tus qauv Prandtl-Caquot, txais F = 4, ces qa = qf/4.
Terzaghi tus qauv
Terzaghi tau muab ib tus qauv semi-empirical rau kev suav lub peev xwm nqa thauj kawg ntawm av nyob rau hauv qhov cuam tshuam ntawm cov thauj hom sawb, square thiab daim phaj puag ncig. Nws tau saib ib lub hauv paus tsim ntawm qhov tob Df hauv qab nplaim av, dav B (daim duab 3), thiab lees txais tias muaj kev sib txhuam nruab nrab ntawm lub ko taw hauv paus AB thiab av, uas tawm tsam kev thawb av rau sab thiab hais tias cov chaw zawv zawg AB thiab BC ua kaum ntawm kev sib txhuam sab hauv nrog nplaim thauj.
Sl. 3. Kev nqa tau kawg ntawm av raws Terzaghi
Vim li ntawd, cov av hauv lub kiab av ABC, nyob nruab nrab ntawm lub hauv paus AB thiab cov chaw zawv AC thiab BC tseem nyob hauv lub xeev ntawm kev sib npaug elastic thiab coj zoo li ib feem ntawm lub hauv paus. Lub prism ABC tsis tuaj yeem raug nias kom txog thaum cov nias rau nws ob sab AC thiab BC sib npaug rau kev nias av passive ntawm cov prism sab, uas txhais tau tias, thaum dhau lub xeev txwv ntawm kev sib npaug, qhov nias av tshwm sim q ua haujlwm raws lub kaum ϕ rau tus kab ncaj rau qhov chaw zawv, piv txwv li nyob rau hauv kev taw qhia ntsug (sl. 3). Vim tias nyob rau hauv kev ua ntawm kev thauj lub kiab txav nqes ncaj qha, ces qhov teeb meem ntawm kev sib npaug hauv av raug txo mus rau kev txiav txim txog kev nias av passive. Txawm li cas los xij, vim tias kev suav raug ntawm peev xwm nqa ntawm av raws txoj kev no nyuaj, Terzaghi thiaj muab ib txoj kev daws yooj yim dua. Tus qauv ntawm Terzaghi rau kev suav lub peev xwm nqa txwv kawg ntawm av q_f hais tias
- Rau lub hauv paus taw uas muaj duab zoo li kab
qf = cNc + γ1 DfNq + 0,5 γ2 BNγ
qhov uas c yog kev sib txuas ntawm av
γ1 qhov hnyav ntim ntawm av saum toj ntawm qab choj
Df qhov tob ntawm kev tso hauv paus hauv qab saum npoo av mus txog hauv qab ntawm lub hauv paus
γ2 hnyav ntim ntawm av hauv qab qab ntug ntawm lub hauv paus
B yog qhov dav ntawm lub hauv paus taw.
Nc, Nq, Nγ yog cov yam ntxwv kev nqa tau, uas nyob ntawm lub kaum sab hauv ntawm kev sib txhuam ntawm av, cov qauv rau qhov yam ntxwv no raug muab raws li cov qauv nram qab no:
Nq yog qhov coefficient vim qhov hnyav ntawm txheej av sab nraud mus txog qhov tob ntawm lub hauv paus: Nq = tg2 (45° + ϕ/2) eπ tg_ϕ_
Nc yog tus koov vim kev sib koom ua ke: Nc = (Nq – 1) ctg_ϕ_
Nγ yog ib yam hloov los ntawm nws tus kheej qhov hnyav ntawm lub wedge av nyob hauv qab lub ko taw ntawm lub hauv paus, lossis hauv qab qhov dav ntawm lub ko taw AB. Tus nqi ntawm qhov no Brinch Hansen pom zoo raws li kwv yees: Nγ ≈ 1,8 (Nq – 1) tg_ϕ_
Sl. 4. Kev faib ntawm cov kev nyuab siab uas av tau txais thaum lub hauv paus raug thauj ntsug rau hauv qhov nruab nrab
Vim qhov txawv ntawm qhov hnyav ntim ntawm av me heev, feem ntau txais γ1= γ2= γ. Raws li kab zauv saum no, peev xwm nqa ntawm av nyob ntawm (duab 4) ntawm: kev sib xyaw tuav ntawm av hauv paus c, qhov hnyav thauj ntawm av nyob ib sab ntawm lub hauv paus _γ1 D_F, thiab qhov hnyav nws tus kheej ntawm av ntawm tus npoo zawv zawg ua haujlwm uas dav B.
Txawm li cas los xij, thaum kev faib tawm ntawm kev ntxhov siab uas av txais vim kev ua ntawm kev sib txuas c thiab qhov tob ntawm lub hauv paus Df sib npaug thoob plaws qhov dav tag nrho, uas yog plaub ceg, ces kev faib tawm ntawm kev ntxhov siab uas av txais vim qhov dav B yog daim duab peb sab, uas yog, cov kev ntxhov siab loj tshaj plaws tau txais nyob nruab nrab ntawm lub hauv paus, thiab nqis mus rau ntawm ntug uas lawv sib npaug rau xoom.
Daim duab 5. Daim duab ntawm lub coefficient nqa thauj raws li kaum ntawm kev sib txhuam hauv av raws li Terzaghi
Rau ntau yam nqi ntawm lub kaum sab xis ntawm 0 txog 40°, Terzaghi tau npaj cov duab qhia txog cov yam ntxwv nqa tau (sl. 5). Txawm li cas los xij, cov yam ntxwv nqa tau Nc, Nq thiab Nγ (kab tuab hauv daim duab 5) tsuas siv tau thaum av yog ntom thiab ruaj khov xwb. Yog hais tias av xoob lossis compressible dua, ces yuav tsum siv cov yam ntxwv nqa tau N’c, N’q thiab N’γ (kab tawg hauv sl. 5), uas muab 2/3 tus nqi ntawm kev sib txhuam tiv taus. Ntxiv rau qhov no, hauv rooj plaub no yuav tsum siv 2/3 tus nqi ntawm kev koom ua ke c uas tau txais hauv chav kuaj, yog li hauv rooj plaub ntawd peb muaj qf = 2/3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ.
2. Rau lub hauv paus hniav zoo li duab plaub
qf = 2/3 (1+0,3 B/L) cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ uas L yog qhov ntev ntawm lub hauv paus ko taw
3. Rau lub hauv paus av zoo li lub xwmfab
qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,4 γ2 BN’γ
4. Rau lub hauv paus footings puag ncig
qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,6 γ2 rN’γ uas r yog lub vojvoog ntawm lub hauv paus ko taw.
Rau kev xam lub nra tso cai ntawm av, siv qhov factor kev nyab xeeb F: qa = qf/F. Tus nqi ntawm factor kev nyab xeeb nyob ntawm 2 txog 3 raws li cov xwm txheej ntawm av thiab lub nra.
Kev siv cov qauv lej
Kev siv cov qauv lej los txiav txim lub nra pub tau ntawm av yuav tsum paub cov yam ntxwv geomechanical ntawm av, xws li kev sib txuas thiab kev sib txhuam hauv qab ntawm qhov tob fundering thiab hnyav ntim ntawm av saum toj thiab hauv qab qab ntug ntawm lub hauv paus. Yog tias lub hauv paus av nyob hauv qab theem dej hauv av, yuav tsum suav nrog kev txhawb nqa nce siab thiab thaum txiav txim hnyav ntim ntawm av.
Thaum muaj cov load loj dua rau av thiab cov kev tsim loj dua, thaum tus nqi uas tau txais ntawm lub load tso cai rau av raws li cov qauv lej raug siv tag nrho, kev suav lub peev xwm nqa ntawm av yuav tsum tau nrog kev suav kev nqes. Lub peev xwm nqa ntawm av uas suav tau tsuas yog lees txais thaum kev suav kev nqes qhia tau tias kev nqes tsawg dua qhov tso cai rau hom kev tsim ntawd. Yog tias kev suav qhia tau tias kev nqes loj dua qhov tso cai, tus nqi suav tau ntawm lub load tso cai rau av siv cov qauv lej yuav tsis raug lees txais, tab sis yuav tsum hloov txoj kev tso hauv paus kom tau kev nqes tsawg dua, nyob rau hauv thaj tsam ntawm kev nqes tso cai rau tus qauv tsim ntawd.
Daim duab 6. Qhov tob siv rau kev tsim lub hauv paus D__f
Hauv cov qauv lej rau kev txiav txim lub peev xwm nqa hnyav kawg ntawm av, tsis tau suav txog kev sib txhuam ntawm lub tsev puag ncig nws sab nraud, uas kuj ua raws li kev tawm tsam rau kev ua ntawm kev thauj khoom, yog tias lub hauv paus kov av khov kho ntawm ob sab. Kev tawm tsam los ntawm kev sib txhuam ntawm lub puag ncig tsis tas yuav suav, vim tias kev sib txhuam tiag ntawm puag ncig muaj tsuas yog rau cov ncej uas raug ntaus nkag rau hauv av, hos rau cov taw hauv paus kev sib txhuam ntawm puag ncig tsawg heev, vim cov taw raug ua hauv cov qhov khawb ua ntej lawm.
Kev siv cov qauv lej uas tsis suav txog daim duab ntawm lub hauv paus muab cov txiaj ntsig ze tshaj plaws rau cov hauv paus zoo li kab sawb, piv txwv li thaum qhov ntev ntawm lub hauv paus loj dua nws qhov dav tshaj ob npaug. Los ntawm kev sim tau txiav txim tias, rau cov hauv paus zoo li square lossis voj voog, kev tawg tshwm sim ntawm lub nra ciam uas siab dua qhov suav los ntawm cov qauv lej rau 10-30%. Cov hauv paus duab peb sab muab peev xwm nqa qis dua li hom kab sawb, thiab peev xwm qis tshaj yog cov hauv paus duab voj voog yog tias lawv tsis tau puv.
Qhov tob fundiranja Df raug suav tias yog qhov tob fundiranja ua haujlwm zoo hauv qab av ntawm lub hauv paus mus txog hauv qab ntawm lub hauv paus (Sl. 6). Rau cov hauv paus nyob hauv qab cov chav hauv av, qhov tob fundiranja ua haujlwm zoo Df txawv ntawm qhov tob fundiranja thiab hauv qab saum npoo av thiab. Hauv cov xwm txheej zoo li no, rau kev suav txwv thiab kev tso cai thauj av, yuav tsum ib txwm txais Df, vim saum av ntawm lub hauv paus yog huab cua uas tsis tawm tsam kev thawb av tawm rau sab nraud nyob rau hauv kev ua ntawm lub nra ntawm lub hauv paus P.