Tanish devorlariga faol tuproq bosimi

Arxiv eksperti tarkibi: matn va skanerlangan formulalar tarixiy nazariy hisobni saqlaydi, lekin geotexnik tadqiqot, tayanch devor loyihasi, barqarorlikni hisoblash, mavjud devorni baholash, qazish rejasi yoki bajarish boʻyicha koʻrsatmalar emas. Er va suv bosimi o’ziga xos tuproq, qatlamlanish, siqilish, drenaj, er osti suvlari, geometriya, devor harakati, qo’shimcha yuklar, sovuq va seysmik ta’sirga bog’liq. Har bir real holat uchun tergov ishi, laboratoriya ma’lumotlari, amaldagi standartlar va vakolatli geotexnik va konstruktiv muhandis tomonidan birgalikda tekshirish talab qilinadi.

Bugungi kunda Savo Kusić yog’och derazalar, yogʻoch-alyuminiy oynalar, maxsus oynalar, eshik va kotirovka so’rovlari. Ushbu maqola tarixiy arxiv bo’lib qolmoqda va geotexnikaviy dizayn, hisob-kitob yoki himoya devorlarini qurish taklifini bildirmaydi.

Tayanch devorlarga tuproq bosimi

Tanish devori tomonidan qoʻllab-quvvatlangan tuproq massasi unga bosim oʻtkazib, uni oldinga siljitishga harakat qiladi (1a-rasm) yoki itaradi (1b-rasm). Er bosimining kattaligi E bir necha omillarga bog’liq, ular orasida tuproqning eng muhim fizik xususiyatlari, devorning deformatsiyasi, tuproq namligi va er osti suvlari holati, devor balandligi, tashqi yuk va devorning ichki yuzasining pürüzlülüğü.

Rasm1— tayanch devorining tarjima harakati va aylanishi.

Erning tinch holatidagi bosimi

Agar tayanch devor qattiq va qo’zg’almas bo’lsa, unga ta’sir qiladigan bosim _erning tinch holatidagi bosimi deb ataladi va E bilan belgilanadi.0. Aynan shu bosim kuzatilgan chuqurlikda, tuproqning o’z og’irligi va, ehtimol, ilgari eroziyalangan qatlamlarning oldindan yuklanishi ta’siri ostida buzilmagan tuproqda hukmronlik qiladi. Erning tinch holatidagi bosimi kamdan-kam uchraydi va faqat ma’lum holatlarda, masalan, qattiq toshga o’rnatilgan qo’llab-quvvatlovchi devorlarda, keyin tunnel va quvurlarning yopiq profillarida va butunlay harakatsiz bo’lgan massiv doklarda paydo bo’ladi (2-rasm).2).

Rasm 2 — massiv dokda tinch holatda er bosimi.

Yerning faol bosimi

Agar E bosim ta’sirida qo’llab-quvvatlovchi devor oldinga siljisa yoki oyoq nuqtasi A atrofida aylansa yoki yuqorida aytib o’tilgan yopiq va massiv tuzilmalar bundan mustasno, siqilgan tuproqda odatiy hollar bo’lgan ba’zi bir pastki nuqta atrofida aylansa, devor orqasidagi tuproq massasi kengayadi. Agar devor harakati etarlicha katta bo’lsa, devor orqasidagi tuproqning bir qismi, prizma ABCA uzilib, sirpanish yuzasi AC pastga siljiydi (1-rasm).2). Surma prizmaning tayanch devorga ta’sir qiladigan bosimi faol yer bosimi deb ataladi va Ea bilan belgilanadi. Bu bosim dam olishdagi bosimdan sezilarli darajada past, taxminan0,5uchun0,7_E0_. Yer prizmasi ABCA sirpanishi tufayli hosil bo’lgan sirpanish yuzasi AC bo’ylab siljish kuchlanishlari t faollashadi, ular sirpanishga qarshi turadi va yer bosimini kamaytiradi. ABCA prizmasi siljiy boshlagan paytda, siljish kuchlanishlari t o’zining eng yuqori qiymatiga etadi, ya’ni o’sha paytda faol er bosimining qiymati E eng kichik bo’ladi. Shuning uchun Ea yer bosimining pastki chegara qiymatidir.

Terzagining h= balandlikdagi devordagi qum moddasi bilan tuproq bosimini sinovlari1,50 m_Ea_ faol tuproq bosimining pastki chegara qiymatiga erishish uchun devorning o’rtacha gorizontal siljishi Dl ekanligini ko’rsatdi.5/10.000devor balandligi yoki devorning yuqori qismining aylanishi Dl ning1/5.000_h_ oyoq atrofida A.

Yerning passiv bosimi

Agar biz devorga tashqi tomondan tuproqning ichki tomoniga qarab bosim o’tkazsak (3-rasm), devor orqaga siljiydi va tuproq siqiladi. Devorning harakati Dl ma’lum bir qiymatga yetganda, tuproq prizmasi ABCA erdan ajralib chiqadi, u tashqi kuchning keyingi ta’siri ostida sirpanish yuzasi AC tomonidan yuqoriga suriladi. ABCA prizmaning ajralish momentida tashqi kuch ta’siriga tuproqning ta’minlaydigan qarshiligi passiv tuproq bosimi Ep dir. Bu yer bosimi erisha oladigan eng yuqori yuqori chegara qiymati.

Tinch holatda er bosimi eksperimental tarzda aniqlanadi, faol va passiv er bosimi esa analitik yoki grafik usullardan foydalangan holda hisoblash yo’li bilan va odatda laboratoriya usullari bilan aniqlanadigan tuproqning fizik xususiyatlarini bilish asosida aniqlanishi mumkin.

Rasm 3 — passiv tuproq bosimi va toymasin prizma.

Ilova uchun muhim: faol, passiv va boʻsh holat faqat struktura nomi bilan tanlanmaydi. Ruxsat etilgan devor harakati, samarali stresslar, drenajlangan yoki drenajlanmagan sharoitlar, er osti suvlari darajasi va o’zgarishi, qo’shimcha yuklar va devor oldidagi tuproqni yo’qotish ehtimoli ko’rsatilishi kerak. Bosim holatini noto’g’ri tanlash tuproqning sirpanish, ag’darish, ko’tarish qobiliyati va devorning mustahkamligini xavf ostiga qo’yishi mumkin.

Dam olish bosimi koeffitsientini aniqlash K0

Test devori statik bosim ta’siriga duchor bo’lgan taqdirda, tutqich devorining o’lchamlarini aniqlash uchun faol tuproq bosimidan kattaroq bo’lgan E0 statik bosim qabul qilinishi kerak. Uning o’lchami tuproq turiga va uning siqilishiga qarab, faol va passiv tuproq bosimi orasida.

Yer sathidan t past chuqurlikda tuproqning oʻz ogʻirligidan vertikal bosim st = g·t ga teng. Agar tuproqning lateral kengayish imkoniyati bo’lmasa, gorizontal bosim sh = g·t·K0, bu erda K0 = sh/st.

K0 - dam olish bosimi. Dam olish bosimi koeffitsienti uch eksenli sinov orqali quyidagi tarzda aniqlanishi mumkin.

Tinch bosim chuqurligidan olingan buzilmagan tuproq namunasi uch eksenli apparatga joylashtiriladi, bunda vertikal yuk qo’llanilganda s3 lateral bosim s1 lateral deformatsiyaning lateral deformatsiyasiga teng bo’lmasligi uchun o’rnatiladi. nol. s’1 va s’3 samarali kuchlanishlarining qiymatlari s’1 – s’3 diagrammasiga qo’llaniladi (4-rasm) va diagrammaning boshlang’ich qismi 4 diagrammasiga to’g’ri keladi. shundan K0 = s’3/s’1 qiymatini aniqlaydi.

Rasm 4 — dam olish bosimining K__0 koeffitsientini uch eksenli sinov orqali aniqlash.

Petermanga ko’ra, dam olish bosimi koeffitsientining taxminiy qiymatlari

siqilgan qum uchun K0 = 0,40 – 0,45

boʻsh qum uchun       K0 = 0,45 – 0,50

loy uchun K0 = 0,60 – 0,75

Laboratoriya qiymatlari: Quyida keltirilgan taxminiy diapazonlar asl matnning bir qismi bo‘lib qoladi, lekin namunaviy sinov, geologik model va dizayn qiymatlari o‘rnini bosmaydi. Formulalar, pastki belgilar va apostroflarning OCR belgisi har qanday hisob-kitobdan oldin ishonchli manbaga nisbatan tekshirilishi kerak.

Erning faol bosimini aniqlash usullari — Kulon nazariyasi

Kulon birinchi marta yer bosimi nazariyasini e’lon qildi (1770. yil), dala tajribasiga asoslangan. U bo’shashgan tuproqni qo’llab-quvvatlovchi devorga qaradi. Bir vaqtning o’zida u devorni olib tashladi, bunda er massasi gorizontal bilan a burchak ostida egilgan AC sirpanish yuzasiga tushdi (1-rasm).5). Tuproq yuzasi BC, sirpanish yuzasi AC va tayanch devori AB bilan chegaralangan ABC suriluvchi yer prizmasining og’irligi W bir vaqtning o’zida tayanch devorga va sirpanish yuzasiga ta’sir qiladi. Faol yer bosimining kattaligi Ea Kulon tomonidan quyidagi ikkita taxmin ostida aniqlangan:

1. sirpanish yuzasi haqiqiy sirt ekanligini;

2. ta’sir etuvchi uchta kuch: sirpanish prizmasining og’irligi W, tayanch devorining qarshiligi Ea va surma yuzasi bo’ylab ishqalanish qarshiligi Q AC bir nuqtada kesishadi, bu kuchlar tekisligi yopiqligini bildiradi. Ushbu taxminga ko’ra, chegaraviy muvozanat holatida og’irlik W bir vaqtning o’zida tayanch devori Ea qarshiligi va sirpanish yuzasi bo’ylab ishqalanish qarshiligi Q bilan bekor qilinadi.

Rasm5— Kulon nazariyasi bo’yicha faol yer bosimini aniqlash.

Oldingi taxminlar haqiqatga to’g’ri kelmaydi. Sürgülü sirt tekis emas, balki kavisli sirtdir. Uchta ta’sir qiluvchi kuchning kesishishi faqat bitta holatda mavjud bo’lib, devor orqasidagi er yuzasi gorizontal, devorning ichki yuzasi vertikal va kuch yo’nalishi Ea gorizontal bo’lsa, boshqa hollarda u mavjud emas. Biroq, bu og’ishlarga qaramasdan, faol er bosimini aniqlash hali ham Kulon nazariyasiga asoslanadi, chunki u ko’p hollarda amalda foydalanish mumkinligini isbotladi.

Faol yer bosimini aniqlash uchun Ea Coulomb er massasining og’irligi ta’sirida W qo’llab-quvvatlovchi devorning harakati va faol er bosimi prizmasi ABC shakllanishi sodir bo’lgan deb taxmin qildi. Tuproqning ichki qarshiligi faqat ishqalanishdan iborat deb hisoblaymiz. Coulomb W og’irligini ikkita komponentga ajratadi, ulardan biri faol tuproq bosimi kuchi Ea yo’nalishi bo’yicha, ikkinchisi esa sirpanish yuzasi bo’ylab hosil bo’lgan ishqalanish qarshiligi Q yo’nalishi bo’yicha (1-rasm).5b). Bunda Kulon, bundan tashqari, komponent AC surma yuzasiga nisbatan normal bilan ichki ishqalanish burchagida, Ea komponenti esa AB devorining ichki yuzasi normasi bilan d og’ish burchagida ta’sir qiladi, deb taxmin qiladi. W kuchi yo’nalish, kattalik va yo’nalish bilan belgilanadi.

Gorizontal bilan a burchak ostida berilgan toymasin sirt uchun W kuch uzunlik uchun zamin prizmasi ABC yuzasidan olinadi.1,0 mplanga perpendikulyar va tuproqning hajmiy og’irligi g, W=ADABC x1,00x g. Ea va Q kuchlari yo’nalish bo’yicha ma’lum. Kuchlar rejasiga asoslanib (1-rasm).5b) va sinus teoremasi:

Rasm6— harakat qiluvchi kuchlarning bir nuqtada kesishishi holati.

Bu naqsh faqat er gorizontal holatda bo’lganda to’g’ri bo’ladi (v=0), devorning ichki yuzasi vertikal (th=0) va kuch yo’nalishi Ea gorizontal (d=0) ya’ni devor butunlay silliq bo’lganda (rasm.6).

Rankinening maxsus ishi uchun bizda:

Og’irligi W bu holda W =0.5·g·h_2/tg_a, bu erda g - tuproqning hajmli og’irligi.

Agar Ea uchun tenglamaga oldingi qiymatni kiritsak, biz quyidagilarni olamiz:

Oldingi tenglama AC ixtiyoriy surma yuzasiga ishora qiladi. Shu bilan birga, kritik sirpanish yuzasi uchun, ya’ni sirg’anish ehtimoli yuqori bo’lgan sirt uchun Ea kuchini aniqlash kerak. Bu erning faol bosimining max Ea eng yuqori qiymatini beradigan sirt bo’ladi.

Devorning ma’lum balandligi H va qabul qilingan doimiy ichki ishqalanish burchagi uchun s, faol tuproq bosimining qiymati toymasin sirtning gorizontalga a moyillik burchagi bilan o’zgaradi. Agar Ea ni a ga ajratsak va differentsialni nolga tenglashtirsak, maksimal Ea qiymati olinadi:

Formula kalkulyator emas: skanerlangan tenglamalarda o‘qib bo‘lmaydigan darajalar, indekslar, burchaklar va belgilar bo‘lishi mumkin. Ular ishonchli ekspert manbasi bilan taqqoslanmasdan, birliklarni tekshirish, model taxminlari va natijalarni mustaqil nazorat qilishsiz loyihaga ko’chirilmaydi. Hisoblash suvni, drenajni, devor toji bo’ylab yuklarni, seysmik ta’sirni va barcha tegishli chegara holatlarini o’z ichiga olishi kerak.

ϕ va d

Ichki ishqalanish burchagi ϕ laboratoriyada aniqlanadi. Uning kattaligi tuproq turiga, namlik va siqilishga bog’liq. Tuproqning ayrim turlari uchun ϕ burchakning qiymati odatda 1.

Jadval 1 — ayrim turdagi tuproqlar uchun ichki ishqalanish burchagi ϕning taxminiy qiymatlari.

Kuchning Ea normadan devorning ichki yuzasiga d og’ish burchagi devor va uning orqasidagi tuproqning deformatsiyasiga va devorning ichki yuzasining pürüzlülüğüne bog’liq. Agar zaminning joylashishi eng keng tarqalgan holat bo’lgan devorning joylashishidan kattaroq bo’lsa, u holda d burchagi musbat, devor va zamin orasidagi ishqalanish yuqoriga qarab harakat qiladi. Agar devorning joylashishi erning joylashishidan kattaroq bo’lsa, bu istisno holdir, u holda d burchagi manfiy bo’lib, devor va zamin orasidagi ishqalanish pastga qarab harakat qiladi. d burchakning chegaraviy qiymatlari butunlay silliq devor yuzasi uchun d=0, to’liq qo’pol d=s uchun. Umuman olganda, d=2/3_ϕ_ qabul qilingan, chunki devorning tuprog’i kuchli namlanishdan doimiy himoyalangan. Agar devor orqasidagi tuproq kuchli zilzilalarga duchor bo’lsa, d=s/2 qabul qilinadi, agar u juda nam bo’lsa d=0.

Burchaklarning dizayn qiymatlari: jadval va tavsif qiymatlari s va d to’g’ridan-to’g’ri ma’lum bir joyga qo’llanilmaydi. Parametrlarni tanlash tuproqning turi va holatiga, o’rnatish va siqish usuliga, drenajga, devorning kutilayotgan harakatiga, kontaktning pürüzlülüğüne va tegishli loyiha yondashuviga mos kelishi kerak.

Devor ortidagi yer bosimining taqsimlanishi va Ea

Rasm 7 - A.

Tuproq bosimining devorning ichki yuzasi bo’ylab taqsimlanishi tayanch devorining deformatsiyasiga, devor orqasidagi tuproq yuzasining shakliga va devorning ichki yuzasi shakliga bog’liq.

Ea faol tuproq bosimining hujum nuqtasi devorning ichki yuzasi bo’ylab bosim taqsimotiga va uning shakliga bog’liq. U har doim bosim diagrammasi sirtining og’irlik markazining balandligida bo’ladi.

Coulomb, devor orqasidagi tuproq bosimi chuqurlik bilan chiziqli ravishda oshib borishini qabul qildi, masalan, suv bilan. yer bosimining gidrostatik taqsimoti (rasm 7). Biroq, gidrostatik bosim taqsimoti faqat devor A oyog’i yoki biron bir pastki nuqta atrofida aylanganda, qolgan barcha holatlarda esa undan chetga chiqqanda mavjud bo’ladi.

Agar tayanch devor A oyoq nuqtasi yoki biroz pastroq nuqta atrofida aylansa, tuproq pastga qarab siljiydi (7a-rasm), bunda tuproqning ichki qismiga surish bo’lmaydi. Bunda tuproq sirpanishi eng kam qarshilikli M1C1, M2C2… sirpanish yuzasiga AC parallel boʻlgan yuzalarda paydo boʻladi, bu devorning aylanishi yetarlicha katta prizmalar hosil qilganda sodir boʻladi. ABCA.

Shuning uchun, bu holda, bosim chuqurlik bilan mutanosib ravishda ortadi, ya’ni tuproq bosimining taqsimlanishi Coulomb gidrostatikasiga ko’ra. Faol tuproq bosimi diagrammasi Ea kuchini va devorning balandligini h bilish asosida olinadi, chunki Ea kuchi abc bosim diagrammasi maydoniga teng (1-rasm).7b):

Ea=x·h/2, qaerdan x=2Ea/h,

ya’ni Ea = ½ gh bo’lgani uchun2Ka, x = ghKa.

Rasm8— devor yuqori B yoki undan yuqoriroq L nuqta atrofida aylanganda tuproq bosimining taqsimlanishi.

Agar qo’llab-quvvatlovchi devor devorning yuqori qismida B yoki undan yuqoriroq nuqta L atrofida aylansa (1-rasm).8a), yuqori qismda tuproqning ichki tomoniga surilish mavjud bo’lib, natijada u eng kam qarshilik M yuzalari bo’ylab yuqoriga suriladi.1C1, M2C2…

Devorning etarlicha katta aylanishida toymasin sirt AC hosil bo’lib, uning bo’ylab surma prizma ekstruziya paytida pastga siljiydi. Tuproqning yuqori qismida surilishi tufayli passiv tuproq bosimi paydo bo’ladi, bu faoldan sezilarli darajada yuqori va bu qismda bd bosim diagrammasi passiv bosim Ep ga mos keladi (8b-rasm). Yerning umumiy bosimi Ea ABCA yer prizmasining o’lchamiga bog’liq va bosim diagrammasi abe uchburchak yuzasiga teng bo’lganligi sababli, bu diagramma keyingi kursida uning yuzasi abe uchburchak yuzasiga teng bo’lgunga qadar kamayadi. Bu holatda haqiqiy bosim diagrammasi egri chiziqli bc bo’lib, uni matematik tarzda aniqlash mumkin emas. Shu bilan birga, ac diagramma yuzasining og’irlik markazi S uchburchak diagramma yuzasining og’irlik markazidan yuqorida joylashgan bo’lib, bu tayanch devorining barqarorligi uchun unchalik qulay emas, chunki Ea kuchining hujum nuqtasi yuqoriroqdir. Terzagining so’zlariga ko’ra, u tayanch devorining yarmi balandligida joylashgan.

Agar qoʻllab-quvvatlovchi devor oldinga siljitishda (9a-rasm) harakatdan oldin E0 dam olish holatidagi er bosimiga toʻgʻri kelgan bosim pasayadi, bunda pastroq qarshilikka ega sirtlar paydo boʻlmaydi, lekin devor yetarlicha katta harakat qilganda, AC_ABC boʻylab siljish yuzasi hosil boʻladi. pastga siljiydi. Umumiy bosim abe bosim diagrammasining uchburchak maydoniga teng bo’lganligi sababli (rasm 9b), bosim diagrammasi keyingi kursida pasayadi. Haqiqiy bosim diagrammasi ac egri chiziq bo’lib, uni matematik tarzda aniqlash mumkin emas. Terzagi fikricha, S tortishish markazi 0,40 – 0,45_h_ balandlikda.

Rasm 9 - tayanch devorning oldinga siljish harakati paytida tuproq bosimining taqsimlanishi.

Yer bosimini ekstremal qiymat sifatida aniqlash usulini hisobga olgan holda, faol uchun eng kattasi va passiv uchun eng kichiki, Kulon nazariyasi yer bosimini aniqlashning ekstremal usuli sifatida qaraladi.

Yakuniy muhandislik eslatmasi: bosim taqsimoti va hujum nuqtasi strukturaning haqiqiy deformatsiyalanish usuliga bog’liq. Tuproq bosimi, drenaj va gidrostatik bosimdan tashqari, global va ichki barqarorlik, sirpanish, siljish, tuproqni ko’tarish va joylashtirish, devor va poydevor mustahkamligi, eroziya, yuvish, qazish fazalari va vaqtinchalik barqarorlik tekshirilishi kerak. Harakat, yoriqlar, bo’rtiqlar yoki nazoratsiz suv oqishini ko’rsatadigan mavjud devorning holati shoshilinch professional baholashni talab qiladi.