Bokhoni ba ho jara ba mobu

Ho mechini ea mobu ho khethoa matla a ho jara a ho qetela a mobu le mojaro o lumelloang oa mobu.

Bokhoni bo phahameng ba ho jara ba mobu ke bona bo fihlelloang nakong eo ho hlahang ho robeha ha mobu. Ho robeha ha mobu ho hlaha ha mojaro oo motheo o o sebelisang mobung o feta matla a oona a ho seha. Tabeng eo, tlas’a tšusumetso ea mojaro oa motheo P ho hlaha libaka tsa ho hanyetsa hanyenyane ACD le BCE – libaka tse thellang set. 1, tseo ka tsona mobu o hatelloang ka thōko ’me ka nako e tšoanang mobu o phahamela holimo ho feta bokaholimo ba sebaka haufi le ntho DG le EF, athe motheo ka boona o teba.

Sl. 1. Ho robeha ha mobu tlas’a tšusumetso ea mojaro oa motheo

Matla a ho kuta a mobu a eketseha ka botebo ba motheo t, hobane ka lebaka la boima ba mekhahlelo e ka holimo monyetla oa ho sutumetsoa ka mahlakoreng oa fokotseha. Ka hona, metheo e tebileng e baka ho robeha ha mobu ka thata le ho feta, athe metheo e sa tebang e kotsi ka ho baka ho robeha. Ka mokhoa o tšoanang, metheo e pharaletseng e baka ho robeha ha mobu ka thata le ho feta, hobane libaka tsa ho thella li tebile haholo.

Mojaro o lumelletsoeng oa mobu ke o ka lumelloang ho sebetsa mobung ntle le ho baka ho robeha ha mobu tlas’a maemo a mabe ka ho fetisisa a ka khonehang. Mojaro o lumelletsoeng oa mobu o khethoa ho latela bokhoni bo moeli ba mobu ka ho sebelisa ntlha ea polokeho. Boholo ba ntlha ea polokeho bo itšetlehile ka lintlha tse ’maloa, tseo har’a tsona tse bohlokoa ka ho fetisisa e leng ho nepahala ha litšobotsi tsa ’mele tsa mobu, monyetla oa liphetoho tsa boleng ba likarolo tsa khanyetso ea ka hare ea mobu, haholo-holo khokahano, eo boleng ba eona bo ka fapakanang ka meeli e pharaletseng tlas’a tšusumetso ea metsi mobung, ebe tšusumetso ea lintlha tse ling tse ka bang teng, joalo ka maemo a mojaro (monyetla oa mojaro oa tšohanyetso le oa dinamiki), botebo ba motheo, le bophara ba motheo.

Bokhoni ba mobu ba ho jara mojaro bo ka khethoa ka lebaka la ho robeha ha mobu, ho fanang ka bokhoni bo moeling ba ho jara mojaro. Ka bokhoni bo moeling ba mobu ba ho jara mojaro ho utloisisoa boholo ba mojaro bo bakang ho robeha. Ho na le litsela tse peli tsa ho fumana bokhoni bo moeling ba ho jara mojaro ho latela ho robeha ha mobu, e leng tharollo ea lipalo le moroalo oa teko.

Tharollo ea lipalo

Bo-rasaense ba bangata ba ile ba leka ho fumana tharollo ea lipalo bakeng sa ho lekanyetsa bokhoni bo moeling ba ho jara mobu, ho ipapisitsoe le tsebo ea lintlha tse amang le tlas’a likhopolo tse fapaneng tsa maemo a ho robeha. Lintlha tse amang ke litšobotsi tsa ’mele tsa mobu, tse lekantsoeng ka liteko tsa laboratori ho lisampole tsa mobu tse sa senyehang, boemo ba metsi a ka tlas’a lefatše, botebo ba motheo, boholo le sebopeho sa bokaholimo bo jaroang, hammoho le mokhoa oa ho jarisa, ke hore, jariso e lekantsoeng kapa e sa lekantsoeng, e bohareng kapa e kantle ho bohareng mobung. Likhopolo mabapi le maemo a ho robeha li thehiloe holim’a theory ea polasetiki le theory ea elasticity. Leha ho le joalo mekhoa ea sejoale-joale ea ho lekanyetsa bokhoni ba ho jara mobu e thehiloe holim’a theory ea polasetiki, e kopantsoeng le likhopolo tse itseng tse nolofalitsoeng.

Mona re tla hlahisa mekhoa e ’maloa e tsebahalang ea ho bala bakeng sa ho lekanya matla a moeli, ke hore mojaro o lumelletsoeng oa mobu.

Sebopeho sa Prandtl-Caquota

Ha leoto la motheo AB le thehiloe botebong t tlasa bokaholimo ba sebaka, botebong bona ho ba le khatello ea ho kopana p ka lebaka la mojaro oa motheo le khatello ea mahlakore p=γt ka lebaka la boima ba mobu o ka holim’a boemo ba leoto la motheo ho fihla bokaholimong ba sebaka (set. 2).

Tlas’a tšusumetso e tobileng ea boima ba motheo, nakong ea ho feta mojaro o moeling oa bokhoni ba ho jara ba mobu, ho hlaha libaka tsa sekgla se otlolohileng AC le BC, tse etsang sekhutlo α = 45° + ϕ/2 le bokaholimo bo jereng mojaro. Libaka tsena tsa ho thella li bopa prism ea mobu e sebetsang ABC.

Set. 2. Libaka tse thellang tsa sebopeho sa spiral ea logaritimi ka tlas’a tšusumetso ea motheo o jereng ka bohareng ho latela Prandtl-Caquot

Tlas’a tšusumetso ea khatello ea prism ea lefats’e e sebetsang, ho thehoa ka mahlakoreng li-prism tsa lefats’e tse sa sebetseng ADD1 le BEE1, tseo e lekang ho li sutumelletsa holimo ka holim’a libaka tsa ho thellisa DD1 le EE1, ka sekhutlo sa 45°-ϕ/2 le sephara. Pakeng tsa sebaka sa khatello e sebetsang le e sa sebetseng ea lefats’e ho na le sebaka sa ho kuta ka radial ACD kapa BCE, moo ha moeli oa tekano o feteletsoe ho thellisa ho hlahang holim’a libaka tse kobehileng tsa ho thella. Résal o balile hore libaka tsa ho thella sebakeng sa ho kuta ka radial li bōpehile joaloka spiral ea logarithmic e nang le palo ho A kapa B, eo equation ea eona e leng r=r0 eπ tg_ϕ_

Bakeng sa ho lekanya mojaro o moeling oa mobu ho entsoe menahano e latelang:

• hore motheo o boreleli, ke hore khohlano pakeng tsa motheo le mobu ha e eloe hloko;
• hore matla a ho seha a mobu haufi le libaka D1M le E1N ha a eo, ke hore, a hlokomolohuoa;
• e leng hore boima ba volumo ya mobu tlasa motheo γ=0, ke hore, tshusumetso ya boima ba mobu tlasa leqephe la motheo e a hlokomolohuoa, sebakeng sa tekano ya polasetiki.

Sebopeho sa Prandtl-Caquot se re:

Bokhoni bo moeling ba ho jara ba mobu ke

Ha re beha:

matla a ho jara a ho qetela a mobu o momahaneng ke qf = γtm + cm1.

Bakeng sa litekanyetso tse fapaneng tsa sekhutlo sa khohlano ea kahare ea mobu, litekanyetso tsa m le m1 li fanoe tafoleng 1.

Leth. 1. Litekanyetso tsa likoefficients m le m__1 bakeng sa litekanyetso tse fapaneng tsa sekhutlo sa khohlano e ka hare ea mobu

Mojaro o lumelletsoeng oa mobu ke qa = pdozv = qf/F moo F e leng ntlha ea polokeho. Bakeng sa tšebeliso ea mohlala oa Prandtl-Caquot ho amoheloa F = 4, kahoo qa = qf/4.

Moralo oa Terzaghi

Terzaghi o fane ka foromo ea semi-empirical bakeng sa ho bala bokhoni ba ho jara bo lekanyelitsoeng ba mobu tlas’a tšusumetso ea mojaro o nang le sebopeho sa theipi, sekwere le poleiti e chitja. O ile a sheba motheo o thehiloeng botebong Df ka tlase ho bokaholimo ba naha, ka bophara B (set. 3), ’me a amohela hore ho na le khohlano pakeng tsa leoto la motheo AB le mobu, e hananang le ho hatelloa ka thoko ha mobu, ’me hore bokaholimo ba ho thella AB le BC bo etsa sekhutlo sa khohlano ea kahare le bokaholimo bo jariloeng.

Sl. 3. Bokhoni ba ho jara moroalo ba mobu ho ea ka Terzaghi

Ka lebaka leo, mobu ka har’a kgutlo ya mobu ABC, o pakeng tsa motheo AB le bokaholimo ba ho thella AC le BC, o lula maemong a teka-tekano ea elasitiki ’me o itšoara joaloka karolo ea motheo. Prism ABC e ke ke ea sutumetsoa ho fihlela khatello mahlakoreng a eona AC le BC e lekana le khatello ea mobu ea pasifiki ea li-prism tse mahlakoreng, ho bolelang hore ha boemo ba tekano bo lekanyelitsoeng bo feta, khatello e tsoang mobung q e sebetsa ka sekhutlo ϕ ho ea ho ntho e otlolohileng bokaholimong ba ho thella, ke hore, ka tataiso e otlolohileng (set. 3). Kaha ka tlas’a tšusumetso ea moroalo kgutlo e tsamaea e theoha ka ho otloloha, bothata ba teka-tekano mobung bo fokotsoa ho lekanyetsa khatello ea mobu ea pasifiki. Leha ho le joalo, kaha ho bala ka nepo bokhoni ba ho jara ba mobu ka mokhoa ona ho thata, Terzaghi o fane ka tharollo e nolofalitsoeng. Foromo ea Terzaghi bakeng sa ho bala bokhoni bo lekanyelitsoeng ba ho jara ba mobu _q_f e re

1. Bakeng sa leqaqailana la motheo la sebopeho sa mokgahlelo

qf = cNc + γ1 DfNq + 0,5 γ2 BNγ  

moo c e leng kopano ea mobu

γ1 boima ba volumetric ba mobu ka holim’a botlaaseng ba motheo

Df botebo ba ho theha motheo tlas’a bokaholimo ba mobu ho fihla tlase ha motheo

γ2 boima ba volumetric ba mobu ka tlase ho lehlaka la motheo

B bophara ba leqaqailana la motheo.

Nc, Nq, Nγ ke lintlha tsa bokhoni ba ho jara mojaro, tse itšetlehileng ka sekhutlo sa khohlano ea kahare ea mobu. Litekanyetso tsa ntlha ena li fanoa ka mekhoa e latelang:

Nq ke ntho e bakiloeng ke boima ba lera la mobu le ka lehlakoreng ho fihlela botebong ba motheo: Nq = tg2 (45° + ϕ/2) eπ tg_ϕ_

Nc ke ntlha ka lebaka la kopanyo: Nc = (Nq – 1) ctg_ϕ_

Nγ ke ntlha e bakoang ke boima ba eona ea klinene ea mobu e ka tlas’a motheo oa leoto, ke hore, ka tlas’a bophara ba leoto AB. Brinch Hansen o khothaletsa boleng ba ntlha ena e le bo atamelang: Nγ ≈ 1,8 (Nq – 1) tg_ϕ_

Sl. 4. Kabo ea khatello eo mobu o e amohelang ha motheo o imetsoe ka mojaro o tobileng oa bohareng

Ka lebaka la phapang e nyenyane ea boima ba volumiki ba mobu hangata ho amoheloa γ1= γ2= γ. Ho ea ka molaetsa o ka holimo, bokhoni ba ho jara moroalo ba mobu bo itšetlehile (setšoantšo 4) ka: momahano ea mobu oa motheo c, moroalo oa mobu haufi le motheo _γ1 D_F, boima ba oona ba mobu ba prism e thellang e sebetsang ea bophara B.

Leha ho le jwalo, ha kabo ya ditlaka tseo mobu o di amohelang ka lebaka la ketso ya kopano c le botebo ba motheo Df e lekana ho bophara bohle, ke hore e le ya khutlonnetsepa, kabo ya ditlaka tseo mobu o di amohelang ka lebaka la tshusumetso ya bophara B e le ya kgutlotharo, ke hore ditlaka tse kgolo di amohelwa bohareng ba motheo, mme di fokotseha ho ya mathokong moo di lekanang le lefela.

Sl. 5. Setšoantšo sa ntlha ea bokhoni ba ho jara ho itšetlehile ka sekhutlo sa khohlano ea kahare ea mobu ho ea ka Terzaghi

Bakeng sa boleng bo fapaneng ba sekhutlo ho tloha ho 0 ho isa ho 40°, Terzaghi o ile a etsa litšoantšo tsa lintlha tsa bokhoni ba ho jara moroalo (set. 5). Leha ho le joalo lintlha tsa bokhoni ba ho jara moroalo Nc, Nq le Nγ (meleng e tiileng setšoantšong 5) li ka amoheloa feela tabeng ea mobu o hatelitsoeng hantle le o tiileng. Haeba mobu o hlephile kapa o petsoha habonolo, joale ho lokela ho amoheloa lintlha tsa bokhoni ba ho jara moroalo N’c, N’q le N’γ (meleng e robehileng set. 5), tse fanang ka boleng ba 2/3 ba khanyetso ea khohlano. Ntle ho moo tabeng ena ho lokela ho nkoa boleng ba 2/3 ba kopano c bo fumanoeng ka laboratori, kahoo tabeng eo re na le qf = 2/3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ.

2. Bakeng sa motheo oa sebopeho sa khutlonne

qf = 2/3 (1+0,3 B/L) cN’c + γ1 DfN’q + 0,5 γ2 BN’γ  moo L e leng bolelele ba motheo oa leoto

3. Bakeng sa motheo oa mobu o bōpehileng joaloka lisekoere

qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,4 γ2 BN’γ  

4. Bakeng sa motheo o chitja

qf = 2/3 1,3 cN’c + γ1 DfN’q + 0,6 γ2 rN’γ  moo r e leng radius ea motheo oa motheo.

Bakeng sa ho bala mojaro o dumelletsweng wa mobu ho amohelwa faktor ya tshireletso F: qa = qf/F. Boleng ba faktor ya tshireletso bo tloha ho 2 ho ya ho 3 ho ya ka maemo a mobu le mojaro.

Tšebeliso ea lipaterone tsa lipalo

Tšebeliso ea mekhoa ea lipalo bakeng sa ho fumana mojaro o lumelletsoeng oa mobu e hloka tsebo ea litšobotsi tsa geomechanics tsa mobu, e leng momahano le khohlano ea kahare botebong ba motheo le boima ba volumetric ba mobu ka holimo le ka tlase ho lehlaka la motheo. Haeba mobu oa motheo o le ka tlase ho boemo ba metsi a ka tlas’a lefatše, ho lokela ho nkuoa hape ts’ebetso ea ho phahama ha metsi ha ho khethoa boima ba volumetric ba mobu.

Tabeng ea meroalo e meholo ea mobu le meaho e meholoanyane, ha boleng bo fumanoeng ba meroalo e lumelletsoeng ea mobu bo sebelisoa ka botlalo ho latela mekhoa ea lipalo, palo ea bokhoni ba ho jara ba mobu e lokela ho tsamaea le palo ea ho lula. Bokhoni bo baloang ba ho jara ba mobu bo amoheloa feela haeba ka palo ea ho lula ho fumanoe ho lula ho fokolang ho feta ho lumelletsoeng bakeng sa mofuta oo oa mohaho. Haeba ka palo ho fumanoa ho lula ho fetang ho lumelletsoeng, boleng bo baloang ba meroalo e lumelletsoeng ea mobu ka mekhoa ea lipalo ha bo amoheloe, empa mokhoa oa ho theha motheo o tlameha ho fetoloa e le hore ho fumanoe ho lula ho fokolang, ka har’a meeli ea ho lula ho lumelletsoeng bakeng sa sebopeho seo sa mohaho.

Sl. 6. Botebo bo sebetsang ba motheo D__f

Liforomong tsa lipalo bakeng sa ho khetholla bokhoni bo moeling ba ho jara ba mobu ho ne ho sa nkoe tšekamelo ea khohlano ea seaparo sa motheo, e kenang hape e le khanyetso khahlanong le tšusumetso ea mojaro, haeba motheo o ama mobu ka tieo mahlakoreng a lateral. Khanyetso ea khohlano ea seaparo ha ea lokela ho nkoa, hobane khohlano ea seaparo ea sebele e teng feela ho mekoti e khannuoang mobung, athe ho litšehetso tsa motheo khohlano ea seaparo ha e na bohlokoa, kaha litšehetso li etsoa ka mekoting e epiloeng pejana.

Tšebeliso ea lipaterone tsa lipalo tse sa nkeng sebopeho sa motheo hloko e fana ka liphello tse haufi haholo bakeng sa metheo ea mofuta oa strip, ke hore, ha bolelele ba motheo bo feta bophara ba oona habeli ka makhetlo a fetang a mabeli. Ka liteko ho fumanoe hore bakeng sa li-footing tsa metheo tsa sebopeho sa sekwere kapa selikalikoe, ho robeha ho hlaha mojaro o mahlonoko o leng 10-30% holimo ho feta o baloang ka lipaterone tsa lipalo. Li-footing tsa sebopeho sa khutlo-tharo li fana ka matla a ho jara a manyenyane ho feta a strip, ’me matla a manyenyane ka ho fetisisa a fanoa ke li-footing tsa sebopeho sa selikalikoe haeba li sa tlatsoa.

Botebo ba ho theha Df bo baloa e le botebo bo sebetsang ba ho theha ka tlas’a mobu oa motheo ho ea botlaaseng ba motheo (Set. 6). Tabeng ea metheo e ka tlas’a libaka tse ka tlaase ho lefatše, botebo bo sebetsang ba ho theha Df bo fapana le botebo ba ho theha le ka tlas’a bokaholimo ba mobu. Maemong a joalo, bakeng sa ho baloa ha moroalo o lekanyelitsoeng le o lumelletsoeng oa mobu, Df e lokela ho amoheloa kamehla, kaha kaholimo ho mobu oa motheo ho na le moea o sa hanyetsaneng le ho sutumetsoa ka thoko ha mobu tlasa ketso ea moroalo oa motheo P.