Presyon latè aktif sou miray ranpa yo

Konteni ekspè nan achiv: tèks ak fòmil eskane yo prezève yon kont teyorik istorik, men se pa yon etid jeoteknik, pwojè miray kenbe, kalkil estabilite, evalyasyon yon miray ki egziste deja, plan fouyman oswa enstriksyon ekzekisyon. Latè ak presyon dlo depann sou tè a espesifik, stratifikasyon, konpaksyon, drenaj, dlo anba tè, jeyometri, mouvman miray, chaj adisyonèl, jèl ak aksyon sismik. Pou chak ka reyèl, travay envestigasyon, done laboratwa, estanda valab ak yon chèk konjwen pa yon enjenyè jeoteknik ak estriktirèl otorize obligatwa.

Jodi a, Savo Kusić konsantre sou fenèt an bwa, fenèt bwa-aliminyòm, fenèt koutim, pòt ak demann pou sitasyon pi ba. Atik sa a rete yon achiv istorik epi li pa reprezante yon òf nan konsepsyon jeoteknik, kalkil oswa konstriksyon miray kenbe.

Presyon Latè sou miray ranpa yo

Mas latè ki sipòte pa miray ranpa a ap egzèse yon presyon sou li, ki gen tandans pouse l nan translasyon pi devan (fig. 1a) oswa pouse l (fig. 1b). Gwosè presyon tè a E depann de plizyè faktè, pami ki pi enpòtan pwopriyete fizik tè a, deformation miray la, imidite tè a ak kondisyon dlo anba tè a, wotè miray la, chaj ekstèn ak brutality sifas enteryè miray la.

Foto1— mouvman translasyonèl ak wotasyon miray sipò a.

Presyon Latè an repo

Si miray ranpa a se rijid ak imobilye, presyon ki aji sou li yo rele presyon latè nan rès epi yo endike pa E.0. Sa a se jisteman presyon an ki domine nan tè ki pa deranje nan pwofondè yo obsève, anba enfliyans nan pwa pwòp tè a ak pètèt preloading nan kouch deja erode. Presyon Latè nan rès se ra epi li rive sèlman nan sèten ka, tankou ak miray ranpa ki te fonde nan wòch solid, Lè sa a, ak pwofil fèmen nan tinèl ak tiyo, ak ak waf masiv, ki konplètman imobil (Fig.2).

Foto2— presyon latè repoze sou yon waf masiv.

Presyon latè aktif

Si miray la sipòte anba aksyon an nan presyon E deplase pi devan oswa wotasyon alantou pwen an pye A, oswa kèk pwen pi ba yo, ki se ka regilye nan tè konpresib, ak eksepsyon de estrikti yo fèmen ak masiv, Lè sa a, mas la tè dèyè miray la elaji. Si mouvman miray la se gwo ase, yon pati nan tè a dèyè miray la, prism ABCA, kase epi glise desann sifas glisman AC (fig.2). Presyon prism glisman an egzèse sou miray ranpa a rele presyon latè aktif epi Ea endike. Presyon sa a siyifikativman pi ba pase presyon an rès, approx0,5pou0,7_E0_. Akòz glisman prism latè ABCA, estrès taye τ aktive sou sifas glisman ki fòme AC, ki opoze glisman an epi redwi presyon tè a. Nan moman prism ABCA la kòmanse glise, estrès taye τ yo rive nan pi gwo valè yo, ki vle di nan moman sa a valè presyon tè aktif E se pi piti a. Se poutèt sa, Ea se valè limit pi ba presyon latè.

Tès Terzaghi sou presyon latè ak materyèl sab sou yon miray ki gen wotè h=1,50 mte montre ke yo rive jwenn valè limit ki pi ba nan presyon latè aktif Ea, vle di deplasman orizontal nan miray la Δl nan5/10.000wotè nan miray la oswa wotasyon nan tèt la nan miray la Δl nan1/5.000_h_ alantou janm A.

Presyon latè pasif

Si nou fè presyon sou miray la soti deyò nan direksyon anndan tè a (fig. 3), miray la ap deplase bak epi tè a ap konpak. Lè mouvman miray la rive nan yon sèten valè Δl, prism tè a ABCA ap separe de tè a, ki pral pouse anlè pa sifas glisman AC anba aksyon an plis nan fòs ekstèn lan. Rezistans tè a bay kont aksyon fòs ekstèn lan nan moman separasyon prism ABCA a se presyon latè pasif Ep. Li se pi gwo valè limit siperyè ke presyon tè a ka rive.

Presyon latè nan rès detèmine eksperimantal, pandan y ap ka detèmine presyon latè aktif ak pasif sou fòm enfòmatik, lè l sèvi avèk metòd analyse oswa grafik, epi baze sou konesans nan karakteristik fizik tè a, anjeneral yo detèmine pa mwayen laboratwa.

Figi 3 — presyon latè pasif ak prism glisman.

Enpòtan pou aplikasyon an: eta aktif, pasif ak san fè anyen konsa pa chwazi sèlman pa non estrikti a. Mouvman ki pèmèt miray ranpa yo, estrès efikas, kondisyon drenaj oswa san drenaj, nivo dlo anba tè ak chanjman, chaj adisyonèl ak potansyèl pou pèt tè devan miray la dwe demontre. Move chwa nan eta presyon an ka mete an danje estabilite kont glisman, ranvèse, kapasite tè a ak fòs miray la.

Detèminasyon koyefisyan presyon repo K0

Nan ka a lè miray ranpa a nan kenbe ekspoze a efè presyon estatik, presyon estatik E0, ki pi gran pase presyon latè aktif, yo ta dwe adopte pou dimansyon nan miray ranpa a. Gwosè li se ant presyon latè aktif ak pasif, tou depann de kalite tè a ak konpaksyon li.

Nan pwofondè t anba sifas tè a, presyon vètikal ki soti nan pwa pwòp tè a se σt = γ·t. Si pa gen posiblite pou ekspansyon lateral tè a, presyon orizontal σh = γ·t·K0, kote K0 = σh/σt.

K0 se presyon an repoze. Tès triyaxial la ka detèmine koyefisyan presyon rès la nan fason sa a.

Yon echantiyon tè san twouble pran nan pwofondè presyon an repoze yo mete nan aparèy triyaxial la, kote presyon lateral σ3 sou aplikasyon chaj vètikal σ1 ajiste pou ke deformation lateral pa rive, sa vle di ke deformation lateral la se zewo nan echantiyon an egalman. Valè vòltaj efikas σ’1 ak σ’3 yo aplike nan dyagram σ’1 – σ’3 (fig. 4), ak yon pati dwat tanjant nan dyagram nan detèmine valè inisyal la nan dyagram nan ki detèmine kilès tanjant yo jwenn nan. K0 = σ’3/σ’1.

Figi 4 — detèminasyon koyefisyan K__0 presyon repoze pa tès triyasyal.

Dapre Petermann, valè apwoksimatif koyefisyan presyon repoze yo se

pou sab konpakte K0 = 0,40 – 0,45

pou sab ki lach       K0 = 0,45 – 0,50

pou ajil K0 = 0,60 – 0,75

Valè laboratwa yo: Plas apwoksimatif ki anba yo rete yon pati nan tèks orijinal la, men yo pa yon ranplasan pou tès echantiyon reprezantan, modèl jewolojik ak valè konsepsyon. Notasyon OCR nan fòmil, endis ak apòt yo dwe tcheke ak yon sous otorite anvan nenpòt kalkil.

Metòd pou detèmine presyon latè aktif — teyori Coulomb a

Coulomb se premye moun ki te pibliye teyori presyon latè a (1770 ane), ki baze sou eksperyans jaden. Li te gade miray ranpa a ki sipòte tè ki lach la. Nan yon pwen, li te retire miray la, kote mas latè a te glise sou yon sifas glisman AC, enkline nan yon ang a ak orizontal la (fig. 5). Pwa W nan prism latè glisman ABC, ki limite pa sifas tèren BC, sifas glisman AC ak miray ranpa a AB, aji ansanm sou miray ranpa a ak sou sifas glisman an. Koulomb te detèmine grandè presyon latè aktif Ea anba de sipozisyon sa yo:

1. ke sifas glisman an se yon sifas reyèl;

2. ke twa fòs aji yo: pwa prism glisman W, rezistans miray sipò Ea ak rezistans friksyon Q sou sifas glisman AC kwaze nan yon pwen, sa vle di plan fòs la fèmen. Dapre sipozisyon sa a, nan eta ekilib limit la, pwa W an menm tan anile pa rezistans miray sipò Ea ak rezistans friksyon Q sou sifas glisman an.

Figi 5 — detèminasyon presyon latè aktif dapre teyori Coulomb la.

Sipozisyon anvan yo pa koresponn ak reyalite. Sifas la glisman se pa yon sifas dwat men yon sifas koube. Entèseksyon twa fòs aji yo egziste sèlman nan yon sèl ka, lè sifas tèren an dèyè miray la orizontal, sifas enteryè miray la vètikal ak direksyon fòs Ea orizontal, pandan ke li pa egziste nan lòt ka yo. Sepandan, malgre devyasyon sa yo, detèminasyon presyon latè aktif toujou baze sou teyori Coulomb la, kòm li te pwouve yo dwe pratikman ka itilize nan anpil ka.

Pou detèmine presyon latè aktif Ea Coulomb te sipoze ke akòz efè pwa mas tè a W te gen yon mouvman nan miray sipò a ak fòmasyon nan prism ABC nan presyon latè aktif. Sipoze ke rezistans entèn tè a konsiste sèlman de friksyon. Coulomb dekonpoze pwa W nan de eleman, youn nan direksyon fòs presyon latè aktif Ea, lòt la nan direksyon rezistans friksyon ki lakòz Q sou sifas glisman an (fig.5b). Nan fè sa, Coulomb plis sipoze ke eleman nan aji nan yon ang nan friksyon entèn ak nòmal la nan sifas la glisman AC, e ke eleman nan Ea aji nan yon ang nan devyasyon δ ak nòmal la nan sifas enteryè miray la AB. Fòs W detèmine pa direksyon, grandè, ak direksyon.

Pou yon sifas glisman bay nan yon ang α ak orizontal la, yo jwenn fòs W nan sifas prism tè ABC pou longè.1,0 mpèpandikilè ak plan an ak pwa volumetrik tè γ, W=AΔABC x1,00x γ. Fòs Ea ak Q yo konnen pa direksyon. Dapre plan fòs yo (Fig.5b) ak teyorèm sinis la nou genyen:

Foto6— ka entèseksyon fòs aji nan yon pwen.

Modèl sa a kòrèk sèlman nan ka lè tèren an orizontal (v=0), sifas enteryè miray la vètikal (θ=0) ak direksyon fòs Ea orizontal (δ=0) sa vle di lè miray la konplètman lis (fig.6).

Pou ka espesyal sa yo rele Rankine a nou genyen:

Pwa W se nan ka sa a W =0.5·γ·h_2/tg_α, kote γ se pwa volumetrik tè a.

Si nou prezante valè devan an nan ekwasyon pou Ea, nou jwenn:

Ekwasyon anvan an refere a yon sifas glisman abitrè AC. Sepandan, li nesesè pou detèmine fòs Ea pou sifas glisman kritik la, sa vle di youn nan ki glisman gen plis chans rive. Li pral sifas ki bay pi gwo valè presyon latè aktif max Ea.

Pou yon wotè bay nan miray la H ak adopte ang konstan nan friksyon entèn ϕ, valè a nan presyon latè aktif varye ak ang la nan enklinasyon α nan sifas la glisman orizontal la. Yo pral jwenn valè max Ea si nou diferansye Ea pa α epi mete diferans lan egal a zewo:

Fòmil pa yon kalkilatris: ekwasyon analize yo ka gen ekspozan, endis, ang ak siy ki pa lizib. Yo pa kopye nan pwojè a san yo pa konpare ak yon sous ekspè serye, tcheke nan inite, sipozisyon modèl ak kontwòl endepandan nan rezilta yo. Kalkil la dwe gen ladan dlo, drenaj, chaj sou kouwòn miray la, aksyon sismik ak tout ka limit ki enpòtan.

Detèminasyon ang ϕ ak δ

Ang friksyon entèn ϕ detèmine nan laboratwa a. Gwosè li depann de kalite tè a, imidite ak konpaksyon. Pou sèten kalite tè, valè ang ϕ anjeneral varye nan limit yo bay nan tablo 1.

Table 1 — valè apwoksimatif ang friksyon entèn ϕ pou sèten kalite tè.

Ang devyasyon δ fòs Ea soti nan nòmal la nan sifas enteryè miray la depann de deformation miray la ak tè a dèyè li ak brutality sifas enteryè miray la. Si règleman an nan tè a pi gran pase règleman an nan miray la, ki se ka ki pi komen, Lè sa a, ang δ a pozitif, friksyon ki genyen ant miray la ak tè a aji anlè. Si règleman an nan miray la pi gran pase règleman an nan tè a, ki se yon ka eksepsyonèl, Lè sa a, ang δ a negatif, friksyon ki genyen ant miray la ak tè a aji anba. Valè limite ang δ yo se pou yon sifas miray konplètman lis δ=0, pou yon sèl konplètman ki graj δ=ϕ. An jeneral, δ=2/3_ϕ_ adopte, ak lefèt ke tè a nan miray la se pou tout tan pwoteje kont pipi fò. Si tè ki dèyè miray la ekspoze a tranblemanntè fò, yo adopte δ=ϕ/2, epi si li trè mouye δ=0.

Valè konsepsyon ang yo: valè tabul ak deskriptif ϕ ak δ yo pa aplike dirèkteman nan yon kote espesifik. Chwa paramèt yo dwe koresponn ak kalite ak kondisyon tè a, metòd enstalasyon ak konpaksyon, drenaj, mouvman espere miray la, brutality kontak la ak apwòch pwojè ki enpòtan an.

Distribisyon presyon Latè dèyè miray la ak pwen atak fòs Ea

Figi 7 — distribisyon presyon latè pandan wotasyon miray ranpa a ozalantou pwen pye A.

Distribisyon presyon latè sou sifas enteryè miray la depann de deformation miray ranpa a, sou fòm sifas tè a dèyè miray la ak fòm sifas enteryè miray la.

Pwen atak la nan presyon latè aktif Ea depann de distribisyon presyon sou sifas enteryè miray la ak fòm li. Li toujou nan wotè sant gravite sifas dyagram presyon an.

Coulomb te adopte ke presyon tè a dèyè miray la ogmante lineyè ak pwofondè, menm jan ak dlo, sa yo rele an. distribisyon idrostatik presyon latè (fig. 7). Sepandan, distribisyon presyon idrostatik la egziste sèlman nan ka a lè miray la vire toutotou janm A oswa kèk pwen pi ba, pandan ke nan tout lòt ka li devye de li.

Si miray ranpa a ap vire toutotou pwen pye A, oswa kèk pwen ki pi ba, tè a deplase anba (fig. 7a), pandan ke pa gen okenn pouse nan direksyon enteryè tè a. Nan ka sa a, glisman tè a parèt sou sifas ki gen pi piti rezistans M1C1, M2C2… paralèl ak sifas glisman AC, ki rive lè wotasyon miray la ase gwo pou fòme yon prisli. ABCA.

Se poutèt sa, nan ka sa a, presyon an ogmante pwopòsyonèl ak pwofondè a, sa vle di distribisyon an presyon sou latè se dapre idrostatik Coulomb. Yo pral jwenn dyagram presyon latè aktif la dapre konesans fòs Ea ak wotè miray h, paske fòs Ea egal a zòn dyagram presyon abc (Fig.7b):

Ea=x·h/2, ki fè x=2Ea/h,

sa vle di, depi Ea = ½ γh2Ka, x = γhKa.

Foto8— distribisyon presyon latè lè miray la vire toutotou tèt B oswa kèk pwen ki pi wo L.

Si miray sipò a vire ozalantou tèt miray la B oswa kèk pwen ki pi wo L (fig.8a), gen yon pouse nan pati siperyè a nan direksyon enteryè a nan tè a, ki konsekans pouse anwo sou sifas ki pi piti rezistans M1C1, M2C2…

At yon wotasyon ase gwo nan miray la, yon sifas glisman AC fòme, ansanm ak prism la glisman glise anba pandan extrusion. Akòz pouse tè a nan pati siperyè a, yon presyon latè pasif parèt, ki se siyifikativman pi wo pase aktif la, ak nan pati sa a dyagram presyon bd koresponn ak presyon pasif Ep (fig. 8b). Kòm presyon total tè a Ea depann de gwosè prism tè a ABCA epi li egal ak sifas triyangilè dyagram presyon abe, dyagram sa a ap diminye nan kou li pi lwen, jiskaske sifas li vin egal ak sifas triyangilè abe. Dyagram presyon aktyèl la nan ka sa a se curvilinear bc, ki pa ka detèmine matematikman. Sepandan, sant gravite S sifas dyagram ac pi wo pase sant gravite sifas dyagram triyangilè a, ki mwens favorab pou estabilite miray ranpa a, paske pwen atak fòs Ea a pi wo. Dapre Terzaghi, li sitiye nan mwatye wotè miray sipò a.

Si yo deplase miray sipò a pi devan nan tradiksyon (fig. 9a), presyon ki anvan mouvman an te koresponn ak presyon tè a nan eta repo E0 diminye, kote sifas ki pi ba rezistans pa parèt, men lè miray la deplase ase gwo, yon sifas ki glisman tè a kreye yon prism. glise anba. Depi presyon total la egal a zòn triyangilè dyagram presyon abe (fig. 9b), dyagram presyon an ap diminye nan kou li pi lwen. Dyagram presyon aktyèl la se liy koube ac, ki pa ka detèmine matematikman. Dapre Terzaghi, sant gravite S nan wotè 0,40 – 0,45_h_.

Figi 9 — distribisyon presyon latè pandan mouvman translasyon miray ranpa a pou pi devan.

Lè nou konsidere metòd pou detèmine presyon tè a kòm yon valè ekstrèm, pi gwo a pou aktif ak pi piti a pou pasif, teyori Coulomb a konsidere kòm yon metòd ekstrèm pou detèmine presyon tè a.

Final jeni nòt: distribisyon ak atak pwen presyon depann sou fason aktyèl estrikti a defòme. Anplis presyon latè, drenaj ak presyon idrostatik, estabilite mondyal ak entèn, glisman, deplasman, kote yo pote tè ak règleman, miray ak fòs fondasyon, ewozyon, lesivaj, faz ègzumasyon ak estabilite tanporè dwe tcheke. Kondisyon yon miray ki deja egziste ki montre mouvman, fant, bonbe oswa flit dlo san kontwòl mande pou yon evalyasyon pwofesyonèl imedya.