ក្នុងមេកានិចដី គេកំណត់ សមត្ថភាពទ្រទ្រង់អតិបរមារបស់ដី និង បន្ទុកដែលអនុញ្ញាតលើដី។
កម្លាំងទ្រាំទ្រចុងក្រោយ របស់ដី គឺជាតម្លៃដែលសម្រេចបាននៅពេលដែលការប្រេះបាក់របស់ដីកើតឡើង។ ការប្រេះបាក់របស់ដីកើតឡើងនៅពេលបន្ទុកដែលគ្រឹះបញ្ចេញលើដី លើសកម្លាំងទ្រាំទ្រកាត់របស់វា។ ក្នុងករណីនេះ ក្រោមឥទ្ធិពលបន្ទុករបស់គ្រឹះ P នឹងកើតមានផ្ទៃនៃកម្លាំងទប់ទល់តិចបំផុត ACD និង BCE – ផ្ទៃរអិល រូប 1 ដែលតាមផ្ទៃទាំងនេះ ដីត្រូវបានរុញចេញទៅខាងជំហៀង ហើយជាមួយគ្នានោះដីខាងលើផ្ទៃដីនៅក្បែរអគារ DG និង EF ក៏លើកឡើងផងដែរ ខណៈដែលគ្រឹះផ្ទាល់បានជ្រៅចុះ។
រូប 1. ការបែកបាក់ដីក្រោមឥទ្ធិពលនៃបន្ទុកគ្រឹះ
កម្លាំងកាត់របស់ដីកើនឡើងតាមជម្រៅគ្រឹះ t ព្រោះដោយសារទម្ងន់នៃស្រទាប់ខាងលើ លទ្ធភាពនៃការបង្ហាប់ចេញទៅចំហៀងថយចុះ។ ដូច្នេះ គ្រឹះជ្រៅធ្វើឲ្យការបែកបាក់ដីកើតឡើងយឺតជាង ខណៈគ្រឹះរាក់មានហានិភ័យនៃការបែកបាក់។ ដូចគ្នានេះដែរ គ្រឹះទូលាយធ្វើឲ្យការបែកបាក់ដីកើតឡើងយឺតជាង ព្រោះផ្ទៃរអិលស្ថិតនៅជម្រៅកាន់តែច្រើន។
បន្ទុកអនុញ្ញាត របស់ដី គឺជាបន្ទុកដែលអាចអនុញ្ញាតឲ្យប៉ះពាល់លើដី ដោយមិនបង្កឲ្យដីបាក់ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌអាក្រក់បំផុតដែលអាចកើតមាន។ បន្ទុកអនុញ្ញាតរបស់ដីត្រូវបានកំណត់ដោយផ្អែកលើសមត្ថភាពទ្រាំបន្ទុកកំណត់របស់ដី ដោយប្រើកត្តាសុវត្ថិភាព។ ទំហំកត្តាសុវត្ថិភាពអាស្រ័យលើកត្តាជាច្រើន ក្នុងនោះសំខាន់បំផុតគឺភាពត្រឹមត្រូវនៃលក្ខណៈរូបវន្តរបស់ដី លទ្ធភាពនៃការប្រែប្រួលតម្លៃនៃធាតុភាពធន់ខាងក្នុងរបស់ដី ជាពិសេសសម្ព័ន្ធភាព ដែលតម្លៃអាចប្រែប្រួលយ៉ាងទូលំទូលាយក្រោមឥទ្ធិពលទឹកក្នុងដី បន្ទាប់មកគឺឥទ្ធិពលនៃកត្តាផ្សេងទៀតដែលអាចមាន ដូចជា លក្ខខណ្ឌបន្ទុក (លទ្ធភាពនៃបន្ទុកភ្លាមៗ និងបន្ទុកឌាយណាមិច) ជម្រៅគ្រឹះ និងទទឹងបាតគ្រឹះ។
សមត្ថភាពផ្ទុកបន្ទុករបស់ដីអាចកំណត់បានដោយផ្អែកលើការបែកបាក់របស់ដី ដែលផ្តល់សមត្ថភាពផ្ទុកអតិបរមា។ សមត្ថភាពផ្ទុកអតិបរមារបស់ដី មានន័យថា ទំហំបន្ទុកដែលបង្កឲ្យកើតមានការបែកបាក់។ មានវិធីពីរសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្ទុកអតិបរមាដោយផ្អែកលើការបែកបាក់របស់ដី គឺ ដំណោះស្រាយគណិតវិទ្យា និង ការផ្ទុកសាកល្បង។
ដំណោះស្រាយគណិតវិទ្យា
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រជាច្រើនបានព្យាយាមស្វែងរកដំណោះស្រាយគណិតវិទ្យាសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្ទុកចុងក្រោយរបស់ដី ដោយផ្អែកលើការដឹងអំពីកត្តាឥទ្ធិពល និងក្រោមសន្មត់ផ្សេងៗនៃលក្ខខណ្ឌបែកបាក់។ កត្តាឥទ្ធិពលគឺលក្ខណៈរូបវន្តរបស់ដី ដែលកំណត់ដោយការធ្វើតេស្តមន្ទីរពិសោធន៍លើគំរូដីដែលមិនរំខាន ស្ថានភាពទឹកក្រោមដី ជម្រៅគ្រឹះ ទំហំ និងរូបរាងនៃផ្ទៃដែលបានដាក់បន្ទុក ព្រមទាំងរបៀបដាក់បន្ទុក គឺ ដាក់បន្ទុកស្មើគ្នា ឬមិនស្មើគ្នា កណ្ដាលឬអាក់សង់ទ្រីកលើដី។ សន្មត់អំពីលក្ខខណ្ឌបែកបាក់ ពឹងផ្អែកលើទ្រឹស្តីប្លាស្ទិក និងទ្រឹស្តីអេលាស្ទិក។ ទោះយ៉ាងណា វិធីសាស្ត្រទំនើបសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្ទុករបស់ដី ពឹងផ្អែកលើទ្រឹស្តីប្លាស្ទិក ដែលត្រូវបានបញ្ចូលជាមួយសន្មត់សាមញ្ញមួយចំនួន។
នៅទីនេះយើងនឹងបង្ហាញវិធីគណនាដែលគេស្គាល់ជាច្រើនសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្ទុកកម្រិតកំណត់ ឬបន្ទុកអនុញ្ញាតរបស់ដី។
ទម្រង់ Prandtl-Caquota
ប្រសិនបើជើងគ្រឹះ AB ត្រូវបានដាក់គ្រឹះនៅជម្រៅ t ក្រោមផ្ទៃដី នៅជម្រៅនេះ នឹងមានសម្ពាធប៉ះ po ដោយសារបន្ទុកគ្រឹះ និងសម្ពាធចំហៀង p=γt ដោយសារទម្ងន់ដីនៅពីលើកម្រិតជើងគ្រឹះរហូតដល់ផ្ទៃដី (រូប 2).
ក្រោមឥទ្ធិពលផ្ទាល់នៃទម្ងន់គ្រឹះ នៅពេលលើសសមត្ថភាពផ្ទុកកំណត់របស់ដី នឹងកើតមានផ្ទៃរអិលត្រង់ AC និង BC ដែលបង្កើតមុំ α = 45° + ϕ/2 ជាមួយផ្ទៃដែលទទួលទម្ងន់។ ផ្ទៃរអិលទាំងនេះបង្កើតជា ព្រីសដីសកម្ម ABC។
រូប. 2. ផ្ទៃរអិលមានទម្រង់ស្ពៃលក្ខណៈលោការីតមិច ក្រោមសកម្មភាពជើងគ្រឹះដែលទទួលបន្ទុកកណ្ដាល តាម Prandtl-Caquot
ក្រោមឥទ្ធិពលនៃសម្ពាធបីក្រូងដីសកម្ម កើតមានបីក្រូងដីអសកម្មខាងឆ្វេង ADD1 និង BEE1, ដែលវាមានទំនោរជំរុញឡើងលើតាមផ្ទៃរអិល DD1 និង EE1, ក្នុងមុំ 45°-ϕ/2 ជាមួយបន្ទាត់ផ្ដេក។ រវាងតំបន់សម្ពាធដីសកម្ម និងអសកម្ម មានតំបន់កាត់រ៉ាឌីកាល់ ACD ឬ BCE ដែលនៅក្នុងនោះ ពេលលើសសមតុល្យកំណត់ ការរអិលកើតឡើងតាមផ្ទៃរអិលកោង។ Résal បានគណនា ថា ផ្ទៃរអិលនៅតំបន់កាត់រ៉ាឌីកាល់មានរាងជាស្ពាយលោការីតមិច ដោយមានប៉ូលនៅ A ឬ B, ដែលសមីការរបស់វាគឺ r=r0 eπ tg_ϕ_
ដើម្បីកំណត់បន្ទុកកំណត់នៃដី គេបានធ្វើការសន្មត់ដូចតទៅ៖
- ថាគ្រឹះមានផ្ទៃរលោង គឺការខ្លាំងសើចរវាងជើងគ្រឹះ និងដីត្រូវបានមិនគិត;
- ថា កម្លាំងកាត់របស់ដីតាមផ្ទៃ D1M និង E1N មិនមានទេ ឬត្រូវបានមិនគិត;
- ថា ទម្ងន់បរិមាណនៃដីនៅក្រោមបាតគ្រឹះ γ=0 ដូច្នេះ ឥទ្ធិពលនៃទម្ងន់ដីនៅក្រោមបាតគ្រឹះតូច ត្រូវបានមិនគិត ក្នុងតំបន់សមតុល្យប្លាស្ទិក។
ទម្រង់ Prandtl-Caquota មានអត្ថន័យដូចតទៅ៖
សមត្ថភាពទទួលបន្ទុកកម្រិតកំណត់របស់ដីគឺ
បើដាក់៖
កម្លាំងទ្រទ្រង់ដែនកំណត់នៃដីជាប់គ្នាគឺ qf = γtm + cm1.
សម្រាប់តម្លៃខុសៗគ្នានៃមុំកកិតខាងក្នុងរបស់ដី តម្លៃសម្រាប់ m និង m1 ត្រូវបានផ្តល់នៅក្នុងតារាង 1។
តារាង 1. តម្លៃនៃមេគុណ m និង m__1 សម្រាប់តម្លៃខុសៗគ្នានៃមុំកកិតខាងក្នុងនៃដី
បន្ទុកអនុញ្ញាតរបស់ដីគឺ qa = pdozv = qf/F ដែលក្នុងនោះ F ជាកត្តាសុវត្ថិភាព។ សម្រាប់ការអនុវត្តរូបមន្ត Prandtl-Caquot ទទួលយក F = 4 ដូច្នេះ qa = qf/4.
ទម្រង់ Terzaghi
Terzaghi បានផ្តល់រូបមន្តពាក់កណ្តាលអេមពីរិកសម្រាប់គណនាសមត្ថភាពទ្រទ្រង់ដែនកំណត់របស់ដីក្រោមឥទ្ធិពលបន្ទុករាងជាបន្ទះ ខ្ទង់ការ៉េ និងផ្ទាំងមូល។ គាត់បានពិចារណាគ្រឹះដែលត្រូវបានដាក់នៅជម្រៅ Df ក្រោមផ្ទៃដី ទទឹង B (រូប 3) ហើយបានទទួលយកថាមានកម្លាំងកកិតរវាងបាតគ្រឹះ AB និងដី ដែលប្រឆាំងនឹងការរុញដីទៅចំហៀង ហើយផ្ទៃរអិល AB និង BC បង្កើតមុំកកិតខាងក្នុងជាមួយផ្ទៃដែលមានបន្ទុក។
រូបទី 3. សមត្ថភាពផ្ទុកអនុញ្ញាតរបស់ដីតាម Terzaghi
ដោយហេតុនេះ ដីនៅក្នុងកោណដី ABC ដែលស្ថិតរវាងគ្រឹះ AB និងផ្ទៃរអិល AC និង BC នៅស្ថិតក្នុងសភាពសមតុល្យអេឡាស្ទិក ហើយប្រព្រឹត្តដូចជាផ្នែកមួយនៃគ្រឹះ។ ព្រីស្ម៍ ABC មិនអាចត្រូវបានរុញចុះបានទេ រហូតដល់សំពាធលើផ្នែក AC និង BC របស់វា ស្មើនឹងសម្ពាធដីអកម្មនៃព្រីស្ម៍ចំហៀង ដែលមានន័យថា នៅពេលលើសពីសភាពសមតុល្យកំណត់ សម្ពាធលទ្ធផលនៃដី q មានទិសប៉ះនៅមុំ ϕ ធៀបនឹងខ្សែធម្មតាចំពោះផ្ទៃរអិល គឺក្នុងទិសបញ្ឈរ (រូប. 3)។ ដោយសារតែក្រោមឥទ្ធិពលបន្ទុក កោណនោះផ្លាស់ទីចុះក្រោមតាមទិសបញ្ឈរ ដូច្នេះបញ្ហាសមតុល្យក្នុងដី ត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាការកំណត់សម្ពាធដីអកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណា ព្រោះការគណនាច្បាស់លាស់នៃសមត្ថភាពទ្រាំទ្ររបស់ដីតាមវិធីនេះមានភាពស្មុគស្មាញ ដូច្នេះ Terzaghi បានផ្តល់ដំណោះស្រាយសាមញ្ញជាង។ រូបមន្តរបស់ Terzaghi សម្រាប់គណនាសមត្ថភាពទ្រាំទ្រកំណត់របស់ដី _q_f មានដូចតទៅ
- សម្រាប់បាតគ្រឹះទម្រង់ជាបន្ទះវែង
qf = cNc + γ1 DfNq + 0,5 γ2 BNγ
ដែល c គឺជាការស្អិតរបស់ដី
γ1 ទម្ងន់មាឌនៃដីលើសពីបាតគ្រឹះ
Df ជម្រៅគ្រឹះក្រោមផ្ទៃដីរហូតដល់បាតគ្រឹះ
γ2 запреминска тежина тла испод темељног дна
B ទទឹងនៃបាតគ្រឹះ។
Nc, Nq, Nγ су фактори носивости, зависни од угла унутрашњег трења тла; ности овог фактора дати су следећим обрасцима:
Nq គឺជាមេគុណដោយសារទម្ងន់នៃស្រទាប់ដីខាងចំហៀងដល់ជម្រៅគ្រឹះ៖ Nq = tg2 (45° + ϕ/2) eπ tg_ϕ_
Nc គឺជាកត្តាដោយសារកូហេស្យុង៖ Nc = (Nq – 1) ctg_ϕ_
Nγ គឺជាកត្តាដែលកើតពីទម្ងន់ខ្លួនរបស់កែងដីនៅក្រោមជើងគ្រឹះ ឬនៅក្រោមទទឹងជើងគ្រឹះ AB។ តម្លៃនៃកត្តានេះ Brinch Hansen បានផ្តល់អនុសាសន៍ជាតម្លៃប្រហាក់ប្រហែល៖ Nγ ≈ 1,8 (Nq – 1) tg_ϕ_
Sl. 4. ការចែកចាយសំពាធដែលដីទទួលនៅពេលផ្ទុកមជ្ឈមណ្ឌលបញ្ឈរនៃគ្រឹះ
ដោយសារភាពខុសគ្នានៃទំងន់បរិមាណរបស់ដីតូច គេជាញឹកញាប់យក γ1= γ2= γ។ តាមសមីការខាងមុខ សមត្ថភាពទ្រាំទ្ររបស់ដីអាស្រ័យលើ (សូមមើល 4)៖ កូហេស្យុងនៃដីគ្រឹះ c, បន្ទុកដីនៅជាប់គ្រឹះ γ1 D_F, និងទម្ងន់ខ្លួនឯងរបស់ដីនៃព្រីស្លាយសកម្ម ដែលមានទទឹង B។
ទោះជាយ៉ាងណា ខណៈដែលការបែងចែកសម្ពាធដែលដីទទួលដោយសារឥទ្ធិពលនៃសាមគ្គីភាព c និងជម្រៅមូលដ្ឋាន Df មានសណ្ឋានស្មើគ្នាពេញទទឹងទាំងមូល គឺរាងចតុកោណកែង ការបែងចែកសម្ពាធដែលដីទទួលដោយសារឥទ្ធិពលនៃទទឹង B វិញ គឺរាងត្រីកោណកែង គឺសម្ពាធខ្ពស់បំផុតត្រូវបានទទួលនៅកណ្ដាលមូលដ្ឋាន ហើយថយចុះទៅរកគែម ដែលស្មើសូន្យ។
រូប 5. ដ្យាក្រាមនៃកត្តាសមត្ថភាពទ្រទ្រង់អាស្រ័យលើមុំកកិតខាងក្នុងរបស់ដី តាម Terzaghi
សម្រាប់តម្លៃផ្សេងៗនៃមុំ ពី 0 ដល់ 40°, Terzaghi បានរៀបចំដ្យាក្រាមនៃកត្តាផ្ទុកអនុញ្ញាត (រូបទី 5). ទោះជាយ៉ាងណា កត្តាផ្ទុកអនុញ្ញាត Nc, Nq និង Nγ (បន្ទាត់ពេញនៅរូបទី 5) អាចយកប្រើបានតែក្នុងករណីដីស្អិត និងរឹងមាំប៉ុណ្ណោះ។ បើដីរលុង ឬអាចបង្រួមបានខ្លាំងជាងនេះ គួរយកកត្តាផ្ទុកអនុញ្ញាត N’c, N’q និង N’γ (បន្ទាត់ខ្ទាស់នៅរូបទី 5) ដែលផ្តល់តម្លៃ 2/3 នៃកម្លាំងទប់ទល់ដោយកកិត។ បន្ថែមពីនេះ ក្នុងករណីនេះត្រូវយក 2/3 នៃសហសម្ព័ន្ធភាព c ដែលទទួលបានតាមមន្ទីរពិសោធន៍ ដូច្នេះក្នុងករណីនេះមាន qf = 2/3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ.
2. សម្រាប់បាតគ្រឹះមានរាងចតុកោណ
qf = 2/3 (1+0,3 B/L) cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ ដែល L ជាប្រវែងនៃបាតគ្រឹះ
3. សម្រាប់ជើងគ្រឹះដីរាងការ៉េ
qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,4 γ2 BN’γ
4. សម្រាប់មូលដ្ឋានជើងគ្រឹះរាងមូល
qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,6 γ2 rN’γ ដែល r គឺកាំរបស់គ្រឹះ។
សម្រាប់ការគណនាបន្ទុកដីអនុញ្ញាត គេយកមេគុណសុវត្ថិភាព F: qa = qf/F. តម្លៃមេគុណសុវត្ថិភាព ស្ថិតនៅចន្លោះ 2 ដល់ 3 អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌដី និងបន្ទុក។
ការអនុវត្តលំនាំគណិតវិទ្យា
Примена математичких образаца за одређивање дозвољеног оптерећења тла захтева познавање геомеханичких карактеристика тла и то кохезије и унутрашњег трења на дубини фундирања и запреминске тежине тла изнад и испод тerneljnog дна. Уколико се темељно тло налази испод нивоа подземне воде, треба узети у обзир и узгон при одређивању запреминске тежине тла.
នៅពេលមានបន្ទុកលើដីធំៗ និងសំណង់ធំៗ ហើយតម្លៃនៃបន្ទុកអនុញ្ញាតលើដីដែលទទួលបានដោយផ្អែកលើលំនាំគណិតវិទ្យាត្រូវបានប្រើប្រាស់អស់ទាំងស្រុង ការគណនាសមត្ថភាពទ្រទ្រង់របស់ដីត្រូវតែអមដោយការគណនាការធ្លាក់ចុះ។ សមត្ថភាពទ្រទ្រង់ដីដែលបានគណនានឹងត្រូវយកតែប៉ុណ្ណោះ នៅពេលដែលការគណនាការធ្លាក់ចុះបានផ្តល់ការធ្លាក់ចុះតិចជាងកម្រិតអនុញ្ញាតសម្រាប់ប្រភេទសំណង់នោះ។ ក្នុងករណីដែលការគណនាបានផ្តល់ការធ្លាក់ចុះលើសពីកម្រិតអនុញ្ញាត តម្លៃនៃបន្ទុកអនុញ្ញាតលើដីដែលបានគណនាដោយរូបមន្តមិនត្រូវយកមកប្រើទេ ប៉ុន្តែត្រូវផ្លាស់ប្តូរវិធីគ្រឹះឲ្យបានធ្វើឲ្យការធ្លាក់ចុះតិចជាងមុន ក្នុងដែនកំណត់នៃការធ្លាក់ចុះដែលអនុញ្ញាតសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធសំណង់នោះ។
រូប 6។ ជម្រៅដាក់គ្រឹះប្រសិទ្ធភាព D__f
ក្នុងរូបមន្តគណិតវិទ្យាសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពផ្ទុកដែនកំណត់របស់ដី មិនបានគិតដល់ការកកិតនៃសំបកគ្រឹះទេ ដែលក៏ចូលរួមជាភាពធន់ទប់ទល់នឹងឥទ្ធិពលបន្ទុកដែរ ប្រសិនបើគ្រឹះប៉ះដីយ៉ាងជាប់នៅខាងចំហៀង។ ភាពធន់ដោយការកកិតនៃសំបក មិនគួរយកមកពិចារណាទេ ព្រោះការកកិតសំបកពិតប្រាកដមានតែចំពោះស៊ីលដែលត្រូវបានបុកចូលដីប៉ុណ្ណោះ ខណៈដែលចំពោះបាតគ្រឹះ ការកកិតសំបកមានតិចតួច ដោយសារបាតគ្រឹះត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងរណ្តៅដែលជីករួចជាមុន។
ការប្រើទម្រង់គណិតវិទ្យាដែលមិនយកទម្រង់មូលដ្ឋានទ្រទ្រង់ចូលក្នុងគណនា ផ្តល់លទ្ធផលជិតស្និទ្ធបំផុតសម្រាប់មូលដ្ឋានទ្រទ្រង់ប្រភេទខ្សែបន្ទាត់ គឺពេលដែលប្រវែងមូលដ្ឋានធំជាងទទឹងរបស់វាលើសពីពីរដង។ តាមការពិសោធន៍ បានកំណត់ថា សម្រាប់ជើងមូលដ្ឋានទ្រង់ទ្រាយការ៉េ ឬរង្វង់ ការបាក់កើតឡើងនៅបន្ទុកកំណត់ ដែលខ្ពស់ជាងតម្លៃដែលគណនាតាមទម្រង់គណិតវិទ្យា 10-30%។ ជើងទ្រង់ទ្រាយត្រីកោណផ្តល់សមត្ថភាពទ្រាំទាបជាងប្រភេទខ្សែបន្ទាត់ ខណៈដែលសមត្ថភាពទ្រាំទាបបំផុតគឺជើងទ្រង់ទ្រាយចិញ្ចៀន ប្រសិនបើមិនបានបំពេញ។
ជម្រៅគ្រឹះ Df ត្រូវបានគណនា ជាជម្រៅគ្រឹះប្រសិទ្ធភាពពីដីបាតគ្រឹះរហូតដល់បាតគ្រឹះ (រូប 6). សម្រាប់គ្រឹះនៅក្រោមបន្ទប់ក្រោមដី ជម្រៅគ្រឹះប្រសិទ្ធភាព Df ខុសពីជម្រៅគ្រឹះ និងក្រោមផ្ទៃដីផងដែរ។ ក្នុងករណីបែបនេះ សម្រាប់ការគណនាបន្ទុកកំណត់ និងបន្ទុកអនុញ្ញាតរបស់ដី គួរតែយក Df ជានិច្ច ព្រោះខាងលើដីបាតគ្រឹះមានខ្យល់ ដែលមិនទប់ស្កាត់ការរុញដីចេញខាងចំហៀងក្រោមឥទ្ធិពលបន្ទុកគ្រឹះ P ទេ។