Siguranța lucrărilor de construcție și instalare de bază. Presiunea solului asupra structurilor
La rezolvarea problemelor practice, determinarea forțelor transmise de sol către fețele verticale sau înclinate ale structurii este de obicei separată într-o sarcină separată de starea generală de tensiune a masei de sol. Structurile tipice pentru care evaluarea presiunii solului E este esențială sunt diversele tipuri de pereți de sprijin (Fig. 6.1, a), pereții de subsol (Fig. 6.1, b), culeele de pod (Fig. 6.1, c), structurile hidraulice (Fig. 6.1, b). . 6.1, d), garduri pentru gropi, buiandrugi etc.
Orez. 6.1. Presiunea la sol asupra diferitelor structuri.
1 - zona („prismă”) de colaps al solului;
2 - zona („prismă”) de ridicare a solului.
După cum au arătat în mod convingător experimentele și observațiile de teren, presiunea solului E asupra unei structuri depinde în mod semnificativ de direcția, mărimea și natura deplasărilor fețelor de contact verticale sau înclinate ale structurii de-a lungul cărora are loc interacțiunea cu masa de sol.
Să luăm în considerare efectul deplasărilor folosind exemplul unui perete de sprijin simplu (Fig. 6.2). În cazul unui perete nemișcat cu încredere (Fig. 6.2, c), deformările solului apar fără expansiune laterală și de aceea, sub acțiunea doar a greutății proprii a solului, se poate lua σ x = ξσ z = ξγ gr z, unde ξ este coeficientul presiunii laterale a solului (vezi secțiunea 3.3, formula 3.23). În acest caz, presiunea laterală totală pe unitatea de lungime a peretelui (în direcția perpendiculară pe planul xz) va fi determinată ca E 0 = ξγ gr h 2 /2. Presiunea E 0 este de obicei numită presiunea de repaus, întrucât valoarea coeficientului ξ în E 0 corespunde cazului absenţei deplasărilor laterale ale solului.
Orez. 6.2. Dependența presiunii solului de mărime și direcție
deplasarea orizontală a unui perete sau a unei structuri.
Sub influența presiunii solului, se pot produce deplasări U ale structurii în afara solului de rambleu (în Fig. 6.2 sunt luate cu semnul minus, adică U< 0). При этом в массиве грунта образуются поверхности скольжения, и постепенно формируется область обрушения, которую называют colaps prismă (pană)(1 în Fig. 6.2, b). Forțele de rezistență la forfecare care apar în solul deplasat conduc la o scădere a presiunii solului, care, odată cu valoarea deplasării U a a structurii, determinată de formarea prismei de colaps, atinge o valoare limită (minimă) numită presiune activă sau cu o împingere E a (Fig. 6.2, a). După cum au arătat experimentele, pentru a obține E a, sunt necesare valori foarte nesemnificative ale deplasării peretelui față de sol (U a ≥ (0,0002 ... 0,002)h, unde h este înălțimea peretelui în m ).
Adesea, ca urmare a acțiunii forțelor externe, structurile se deplasează spre sol. Acest lucru se poate manifesta în structuri care percep sarcini orizontale mari, de exemplu, în cazul rezemarii unui pod arc (Fig. 6.1, c), structuri hidraulice (Fig. 6.1, d) ca urmare a presiunii apei din amonte.
La mutarea peretelui U pe sol (Fig. 6.2, d), a prisma de ridicare a solului(2 în Fig. 6.2, d) și apar forțe de rezistență la forfecare, împiedicând ridicarea. Ca urmare, de-a lungul marginii peretelui are loc o reacție din ce în ce mai mare a solului, care în momentul formării prismei de ridicare atinge o valoare maximă numită presiune pasivă sau rezistenta din sol E p (Fig. 6.2, a). Pentru a dezvolta și a crea presiune pasivă a solului, este necesară o deplasare mare U p a peretelui pe sol, depășind semnificativ (cu 1 ... 2 ordine de mărime) U a. Acest lucru este cauzat, în special, de compactarea solului din spatele peretelui. Sub acțiunea unei sarcini externe care deplasează forțat peretele pe sol, solul se compactează mai întâi și abia apoi începe să se formeze o suprafață de alunecare - ridicarea solului.
Astfel, sub presiune activă se referă la presiunea maximă a solului rambleului pe perete (structură) în condițiile în care peretele este deplasat de la rambleu (datorită deformării bazei de la presiunea rambleului) și solul din spatele peretelui a intrat într-un stare de echilibru limitativ. Presiune pasivă- aceasta este valoarea limită a reacției (presiunea reactivă) în timpul deplasării forțate a peretelui pe sol în condițiile în care solul din spatele peretelui intră într-o stare de echilibru limită (în cadrul prismei de ridicare). Subliniem că în raport cu structura, presiunea activă este activă, iar presiunea pasivă este forța reactivă. Presiunea activă a solului poate fi unul dintre motivele pierderii stabilității unei structuri sau a unui perete (forfecare, înclinare și răsturnare).
Pentru determinarea presiunilor active și pasive asupra structurilor masive de mare rigiditate în practica de proiectare, se folosesc de obicei soluții aproximative, bazate pe conceptele teoriei echilibrului limită (LTE - vezi Secțiunea 3.1), discutate mai jos.
Elementele principale ale exploatării în cariere deschise, gropi sau șanțuri fără pante de asigurare este înălțimea Nși lățimea l marginea, forma, abruptul și unghiul de repaus α (orez. 9.3). Prăbușirea unei margini are loc cel mai adesea de-a lungul liniei Soare, situată la un unghi θ față de orizontală. Volum ABC numită prismă de colaps. Prismă colaps este menținută în echilibru prin forțele de frecare aplicate în planul de forfecare.
Încălcarea stabilității maselor de pământ este adesea însoțită de distrugerea semnificativă a podurilor, drumurilor, canalelor, clădirilor și structurilor situate pe masive de alunecare. Ca urmare a unei încălcări a rezistenței (stabilitatea unei pante naturale sau a unei pante artificiale), se formează elemente caracteristice alunecare de teren(orez. 9.4).
Stabilitatea pantei analizat folosind teoria echilibrului limită sau tratând o prismă de colaps sau alunecare de-a lungul unei suprafețe potențiale de alunecare ca pe un corp rigid.
Orez. 9.3. Diagrama pantei solului: 1 - panta; 2 - linie de alunecare; 3 - linie corespunzătoare unghiului de frecare internă; 4 - contur posibil al pantei în timpul prăbușirii; 5 - prisma de colaps al solului
Orez. 9.4. Elemente de alunecare de teren
1 - suprafata de alunecare; 2 - corp de alunecare de teren; 3 - perete stand; 4 - poziția taluzului înainte de deplasarea alunecării de teren; 5 - roca de bază a versantului
Stabilitatea pantei depinde în principal de înălțimea și tipul de sol. Pentru a stabili unele concepte, luați în considerare două probleme elementare:
- stabilitatea pantei solului ideal afânat;
- stabilitatea pantei unei mase de sol perfect coezive.
Stabilitatea pantei solului ideal afânat
Să luăm în considerare în primul caz stabilitatea particulelor de o curgere liberă ideală sol alcătuind panta. Pentru a face acest lucru, să creăm o ecuație de echilibru pentru o particulă solidă M, care se află pe suprafața pantei ( orez. 9.5,a). Să extindem greutatea acestei particule Fîn două componente: normal N până la suprafața pantei AB si tangenta T Pentru ea. În același timp, puterea T tinde să miște particula M până la poalele pantei, dar va fi îngreunată de o contraforță T", care este proporțională cu presiunea normală.
Stabilitatea pantei unei mase de sol perfect coezive
Sa luam in considerare stabilitatea panteiIADînălţime N k pentru sol coeziv ( orez. 9,5,6). O încălcare a echilibrului la o anumită înălțime maximă va avea loc de-a lungul unei suprafețe plane de alunecare VD, înclinat cu un unghi θ față de orizont, deoarece cea mai mică zonă a unei astfel de suprafețe între puncte ÎNȘi D va avea un avion VD. Forțele specifice de adeziune vor acționa pe tot acest plan CU.
Dacă panta masei de sol are o abruptă mai mare decât cea maximă, atunci se va produce prăbușirea solului. Puteți menține matricea în echilibru folosind un perete de sprijin. Pereții de sprijin sunt utilizați pe scară largă în diverse domenii ale construcțiilor. În fig. Figura 5.9 prezintă câteva aplicații ale pereților de sprijin.
a B C)
Se numește presiunea solului transmisă de prisma de colaps către fața peretelui presiunea activă E a. În acest caz, peretele de sprijin se îndepărtează de umplutură. Dacă peretele de sprijin se mișcă spre sol, atunci solul de umplere se va bomba în sus. Peretele va depăși greutatea solului prismei bombate, ceea ce va necesita mult mai multă forță. Corespunde presiunea pasiva (rezistenta) a solului E r.
Întrucât în prisma de colaps are loc un echilibru limită, problema determinării presiunii solului pe peretele de sprijin este rezolvată prin metode ale teoriei echilibrului limită cu următoarele ipoteze: suprafața de alunecare este plană, iar prisma de colaps corespunde maximului. presiunea solului asupra peretelui de sprijin. Aceste ipoteze sunt adecvate doar pentru a determina presiunea activă.
5.5.1. Metodă analitică pentru determinarea presiunii solului
pe un zid de sprijin
Să luăm în considerare condiția pentru echilibrul limită al unui premiu elementar-
noi, tăiați dintr-o prismă de colaps lângă marginea din spate a peretelui de sprijin cu o suprafață de sol orizontală și o margine posterioară verticală a peretelui de sprijin, cu Cu= 0 (Fig. 5.10). Când frecarea împotriva peretelui este egală cu zero, zonele orizontale și verticale ale acestei prisme vor fi supuse solicitărilor principale și .
Din starea echilibrului limită la adâncime z
,(5.17)
Aici – presiunea orizontală a solului, a cărei mărime este direct proporțională cu adâncimea z, adică presiunea solului pe perete se va repartiza conform legii triunghiului cu ordonate = 0 pe suprafata solului si la baza peretelui. La o adâncime egală cu înălțimea peretelui N, presiune . Apoi, conform condiției (5.17), presiunea laterală la adâncime N
, (5.18)
iar presiunea activă este caracterizată de aria diagramei și este egală cu
. (5.19)
Rezultatul acestei presiuni se aplică la o înălțime față de fundul peretelui.
Luând în considerare coeziunea solului. Pentru un sol coeziv cu frecare și coeziune internă, starea de echilibru limită poate fi reprezentată ca
Comparând (5.19) cu (5.20), observăm că expresia (5.19) caracterizează presiunea solului afânat fără a ține cont de aderență, iar (5.20) arată cât de mult scade intensitatea presiunii datorită faptului că solul are aderență. Atunci această expresie poate fi reprezentată ca
, (5.21)
Unde ,
. (5.22)
Astfel, coeziunea solului reduce presiunea laterală a solului asupra peretelui cu o cantitate pe toată înălțimea. Să ne amintim că solul coeziv este capabil să susțină o pantă verticală cu o înălțime determinată de formula
, (5.23)
prin urmare, până la o adâncime de la suprafața liberă a umpluturii, solul coeziv nu va exercita presiune asupra peretelui. Presiunea activă totală a unui sol coeziv este definită ca aria unei diagrame triunghiulare cu laturile și (Fig. 5.11).
. (5.24)
Rezistența pasivă a solurilor coezive se determină în mod similar, ținând cont de faptul că în formulele (5.20) și (5.22) semnul minus din parantezele argumentului tangentei se va schimba în plus.
5.5.2. Presiunea solului pe conductele subterane
Presiunea solului pe conductă este determinată pe baza teoriei generale a stării de efort limitatoare. Presiune verticală într-o masă de sol limitată de o suprafață orizontală la adâncime z(Fig. 5.12, A) cu greutatea specifică a solului este determinată de formula
Presiunea laterală a solului la aceeași adâncime
unde este coeficientul de presiune laterală a solului în condiții naturale, egal cu .
Dacă într-o zonă al cărei contur este o conductă, solul este înlocuit exact de conducta în sine (Fig. 5.12, b), atunci este firesc ca această conductă să experimenteze presiune, care este determinată de dependențe (5.26) și (5.27).
Presiunea pe conductă este transmisă de sus și din lateral și provoacă o reacție egală și opusă a bazei: este primită sub forma unei presiuni medii uniform distribuite - intensitate verticală Rși intensitatea orizontală q, iar relația este valabilă R> q. Este necesar să se facă distincția între trei metode fundamental diferite de așezare a conductelor: într-un șanț (Fig. 5.13, A), folosind o penetrare închisă (puncție) (Fig. 5.13, b) și sub terasament (Fig. 5.13, V).
La aceeași adâncime N presiunea conductei R va fi diferit: pentru așezarea șanțurilor R< ; в насыпи R> iar în caz de puncție, dacă N relativ putini R= , pentru valori mari N– R< .
La așezarea conductelor în șanțuri, solul situat pe partea laterală a șanțului a fost deja compactat sub influența propriei greutăți, în timp ce solul turnat în șanț după așezarea conductei este într-o stare liberă. Prin urmare, compactarea acestui sol de rambleu și tasarea lui sunt contracarate de forțele de frecare de-a lungul părților laterale ale șanțului, iar solul de rambleu pare să atârne de pereții șanțului și cu atât mai mult cu cât adâncimea șanțului este mai mare.
Să creăm condiții de echilibru pentru un strat elementar izolat la o adâncime z(Fig. 5.13, A). Acest element va fi afectat de greutatea proprie a stratului de sol de umplere deasupra și dedesubt, iar la pereții șanțului rezistența la forfecare a solului pe unitate de suprafață
(Unde Cu– aderenta la sol; – unghiul de frecare față de peretele șanțului). Să acceptăm în continuare coeficientul de presiune laterală a solului ca constant, adică
.
Proiectăm forțele pe axa verticală z, primim
După aducerea unor termeni similari și integrarea în condiții limită ( z = 0; = 0) obținem presiunea totală a solului la adâncime z, a cărui valoare maximă (prin introducerea factorului de suprasarcină n≈ 1.2) poate fi reprezentat ca
, (5.28)
unde este coeficientul de presiune a solului pe conducta din șanț.
Valoarea țevilor așezate în șanțuri nu poate fi mai mare de unu (≤ 1). Pentru o determinare aproximativă, puteți folosi curbele graficului profesorului G.K. Klein, care dau cu o oarecare marjă (presupunând ambreiajul Cu = 0).
Unde h s– înălțimea calculată a arcului de prăbușire; B– lățimea arcului de colaps; f"– coeficient de rezistență (după M.M. Protodyakonov), acceptat pentru solurile vrac 0,5; nisipuri umede și saturate cu apă – 0,6; soluri argiloase – 0,8.
Întrebări de control
1.Ce probleme de inginerie sunt luate în considerare în teoria echilibrului limitator al mediului solului?
2. În ce două grupuri sunt împărțite stările limită?
3.Notați condițiile pentru echilibrul limitativ al nisipului.
4.Notați condiția de echilibru limită pentru solul coeziv,
exprimată în termeni de tensiuni principale.
5. Ce sarcină este considerată critică? În ce condiții este determinată?
6.Care este rezistența de proiectare a solului de fundație?
7.Care este sarcina maximă pe fundație?
8.Ce soluții cunoașteți pentru determinarea sarcinii maxime pe o fundație?
9.De ce factori depinde stabilitatea pantei?
10. Care sunt principalele motive care pot provoca o pierdere a stabilității pantei?
12.Care este unghiul maxim de înclinare al unei pante libere?
13. În ce scop sunt folosiți pereții de sprijin?
14.Ce se numește presiune activă a solului pe perete?
15.Ce se numește presiunea pasivă a solului pe perete?
16. Cum afectează aderența specifică în sol mărimea presiunilor active și pasive asupra peretelui?
Secţiunea 6. PROBLEME SPECIALE ÎN MECANICA SOLULUI
AGENȚIA FEDERALĂ PENTRU EDUCAȚIE
INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT DE STAT DE ÎNVĂȚĂMÂNT PROFESIONAL SUPERIOR
Universitatea de Stat Vyatka
Facultatea de Construcții și Arhitectură
Departamentul de Ecologie Industrială și Securitate
B.I.Degterev organizarea sigură a lucrărilor de terasament
Instrucțiuni
la orele practice
Disciplina „Siguranța vieții”
Publicat prin decizie a consiliului editorial și de publicare al Universității de Stat Vyatka
UDC 658.345:614.8(07)
Degterev B.I. Organizarea în siguranță a lucrărilor de excavare. Instrucțiuni metodologice pentru orele practice la disciplina „Siguranța vieții”. – Kirov: Editura VyatGU, 2010. – 12 p.
Orientările discută principalele cauze ale vătămărilor industriale în timpul lucrărilor de excavare. Sunt prezentate metode de calcul al profilelor de pantă și de fixare a pereților gropilor și șanțurilor. Sunt furnizate materialele de referință necesare și sunt prezentate ilustrații. Sarcinile de calcul au fost compilate.
Semnat pentru Condiții de sigiliu. cuptor l.
Hartie offset Imprimare Matrix
Nr. de comandă
Textul este tipărit după aspectul original oferit de autor
610000, Kirov, str. Moskovskaya, 36
©B.I.Degterev, 2010
© Universitatea de Stat Vyatka, 2010
Construirea unui profil de pantă. Calculul prinderii pereților gropilor și șanțurilor
Principalele tipuri de terasamente in constructii industriale si civile sunt amenajarea de gropi, santuri, amenajarea santierului etc. O analiză a vătămărilor în construcții arată că lucrările de pământ reprezintă aproximativ 5,5% din totalul accidentelor; Din numărul total de accidente cu consecințe grave pentru toate tipurile de lucrări, 10% sunt asociate lucrărilor de excavare.
Principala cauză a rănilor în timpul lucrărilor de excavare este prăbușirea solului, care poate apărea din cauza:
a) depășirea adâncimii standard de excavare fără elemente de fixare;
b) încălcarea regulilor de amenajare a șanțurilor și gropilor;
c) proiectarea necorespunzătoare sau stabilitatea și rezistența insuficientă a fixărilor pereților de șanțuri și gropi;
d) dezvoltarea gropilor și șanțurilor cu pante insuficient stabile;
e) apariția unor sarcini suplimentare neevaluate (statice și dinamice) din materiale de construcție, structuri, mecanisme;
f) încălcarea tehnologiei de excavare stabilite;
g) lipsa drenajului sau amenajării acestuia fără a ține cont de condițiile geologice ale șantierului.
1. Construirea taluzelor
Elementele principale ale unei cariere deschise, gropi sau șanțuri fără suport sunt lățimile prezentate în Figura 1 l si inaltime h pervaz, formă de pervaz (plat, spart, curbat, în trepte), unghi de repaus α , abruptitatea pantei (raportul dintre înălțimea pantei și fundația sa h : l).
Orez. 1 – elemente geometrice ale pervazului:
h– înălțimea pervazului; l– latimea paravanului; θ – unghi limită
echilibrul pantei; α – unghiul dintre planul de colaps si
orizont; ABC – prismă de colaps; φ – unghiul de repaus
Stabilirea înălțimii sigure a cornișului, abruptului pantei și lățimii celei mai convenabile a bermei este o procedură importantă la dezvoltarea gropilor și șanțurilor, a căror execuție corectă determină eficiența și siguranța lucrărilor de excavare.
Lucrările care implică prezența lucrătorilor în săpături cu pante fără prinderi în soluri vrac, nisipoase și argilo-lutroase deasupra nivelului pânzei subterane (ținând cont de ridicarea capilară) sau soluri drenate prin deshidratare artificială sunt permise la adâncimea de excavare și abruptul pantei specificate în tabel. 1.
La stratificarea diferitelor tipuri de sol, abruptul versanților se determină în funcție de tipul cel mai puțin rezistent la prăbușirea taluzului.
Abruptul versanților săpăturilor cu o adâncime mai mare de 5 m în toate solurile (omogene, eterogene, umiditate naturală, pline de apă) și cu o adâncime mai mică de 5 m atunci când baza săpăturii este situată sub nivelul apei subterane trebuie să fi stabilit prin calcul.
tabelul 1
Abruptă standard a pantei la h≤ 5 m conform SNiP
Tipuri de soluri |
Abruptul pantei h : l cu adâncimea de săpătură până la |
||
Vrac necompactat |
|||
nisipos |
|||
Lut |
|||
Loess |
Calculul poate fi efectuat după metoda lui N.N. Maslov, prevăzută în. In toate cazurile, o panta stabila trebuie sa aiba un profil de abruptie variabila, in scadere cu adancimea excavatiei. Tehnica ia în considerare următorii factori:
a) modificări ale caracteristicilor solului în straturile sale individuale;
b) prezența încărcării suplimentare a bermei de taluz cu sarcină distribuită.
La calcul, abruptul profilului pantei este determinată pentru straturile sale individuale de grosime Δ Z= 1...2 m, care ar trebui legat de stratificarea naturală a straturilor dintr-un sol dat.
Diagrama pentru construirea unui profil de pantă este prezentată în Figura 2.
Formule de calcul pentru coordonate X i, m, au următoarea formă:
a) pentru cazul general al unei berme încărcate ( R 0 > 0)
,
(1)
R 0
X 0
Z i h
α i
X i
Orez. 2 – schema de realizare a unui profil de panta
b) pentru cazul special al unei berme descărcate ( R 0 = 0)
.
(2)
În formulele (1) și (2) se folosesc următoarele notații:
A =γ · Z i · tgφ;
B=P 0 · tgφ + C;
γ – greutatea volumetrică a solului, t/m3;
CU– aderenta specifica solului, t/m2;
R 0 – sarcina uniform distribuita pe suprafata taluzului, t/m2.
Este recomandabil să rezumați rezultatele calculului într-un tabel (Tabelul 2).
Pe baza datelor de calcul, se construiește un profil al unei pante la fel de stabile.
masa 2
Calculul profilului unei pante la fel de stabile folosind metoda lui N.N. Maslov
Z i, m |
γ· Z i, t/m2 |
A, t/m2 |
|
ÎN, t/m2 |
|
|
|
X i, m |
α i |
||
Exercitiul 1
Atunci când se efectuează lucrări de excavare legate de dezvoltarea unei gropi, este posibilă prăbușirea solului și rănirea lucrătorilor. Pentru a evita un accident, este necesar să se calculeze abruptul admisibil al pantei gropii la o adâncime de 5 și 10 m pentru solul argilos.
Pentru o groapă de 5 m adâncime:
a) determinați unghiul dintre direcția pantei și orizontală și raportul dintre înălțimea pantei și amplasarea acesteia;
b) faceți o schiță a marginii gropii.
Pentru o groapă de 10 m adâncime:
a) calculați profilul unei pante la fel de stabile, rezumați datele într-un tabel sub formă de tabel. 2;
b) conform datelor din tabelul de calcul, construiți un profil de pantă.
Luați datele inițiale din tabelul 3.
Tabelul 3
Date inițiale pentru sarcina 1
Lut |
Lut |
Lut |
||||||||
γ , t/m 3 |
||||||||||
CU, t/m2 |
||||||||||
R 0 , t/m2 |
Lățimea din partea superioară a prismei de rupere a pantei poate fi determinată folosind Fig. 14.11, compilat, ca și graficele anterioare, pe baza deciziilor lui V.V. Sokolovsky și a tabelelor Institutului Fundamentproekt.
Morgulis M.L., Ivanova L.I. Tabele și grafice pentru construirea contururilor pantelor și determinarea tensiunilor în corpul masivului de sol
Sokolovsky V.V. Statica mediului granular
Orez. 14.10. Pentru a determina unghiul de înclinare maxim admisibil al unei pante plane
TABELUL 14.2. COORDONATE ALE PANTEI LIMITE
y" | Valori – X„la φ”, deg | –X, m | V, m | ||||
10 | 15 | 12 | |||||
5,0 | 5,0 | 3,5 | 5,0 |
5,0 – 3,5 5 |
2 = 4,4 | 7,35 | 7,5 |
7,5 | 11,5 | 7,5 | 11,5 |
11,5 – 7,5 5 |
2 = 9,9 | 14,85 | 11,25 |
10,0 | 19,0 | 12,5 | 19,0 |
19,0 – 12,5 5 |
2 = 16,4 | 24,6 | 15,0 |
12,5 | 27,0 | 18,0 | 27,0 |
27,0 – 18,0 5 |
2 = 23,4 | 35,1 | 18,75 |
15,0 | 37,5 | 24,0 | 37,5 |
37,5 – 24,0 5 |
2 = 32,1 | 48,15 | 22,5 |
17,5 | 48,5 | 30,5 | 58,0 |
58,0 – 37,5 5 |
2 = 41,3 | 61,95 | 26,25 |
20,0 | 58,0 | 37,5 | 58,0 |
58,0 – 37,5 5 |
2 = 49,8 | 74,7 | 30,0 |
24,2 | 75 | 50,0 | 75,0 |
75,0 – 50,0 5 |
2 = 65,0 | 97,5 | 36,3 |
Orez. 14.11. Pentru a determina cantitatea ÎN" 0
Conform fig. 14.11 în funcție de valorile lui φ" și H" 0 – h 0, unde
H" 0 = H 0 γ I / c",
se determină mărimea adimensională ÎN" 0, corespunzător lățimii prismei de colaps la adâncime h" 0, din care se calculează lățimea prismei de colaps B 0 pe suprafața solului
B 0 = (B" 0 – h"0 ctgθ 0)c"/y I .
Orez. 14.12. De exemplu 2
1 - conturul taluzului proiectat; 2 - conturul pantei maxime
Lățimea prismei de prăbușire este utilizată atunci când se aproximează conturul curbiliniu al pantei marginale cu un contur întrerupt: lățimea bermelor și platformelor trebuie luată nu mai puțin decât lățimea prismei de colaps a marginii.
Exemplul 14.2. Se impune proiectarea unui taluz de terasament de 40 m înălțime în soluri argiloase cu caracteristici φ" = 12°, c„ = 30 kPa, γ I = 20 kN/m 3, presupunând o înălțime a bancului de 10 m.
Soluţie. La proiectarea pantelor înalte ale terasamentelor cu împărțirea lor în corniche, se recomandă începerea calculului prin construirea conturului pantei finale (care, în prezența unui terasament, este cea mai economică), și apoi aproximați-l cu o pantă de terasament. .
Conform fig. 14,9 pentru φ" = 12° găsim h" 0 = 2,45. Atunci înălțimea maximă a pantei verticale la c„/γ I = 30/20 = 1,5 m conform formulei (14.2) va fi: h 0 = 2,45 · 1,5 = 3,7 m.
Pentru a construi conturul pantei la o adâncime care depășește 3,7 m, setăm valorile la„pe curbele pentru φ” = 10° și φ” = 15° (vezi Fig. 14 8), găsim valorile corespunzătoare la„înțelesuri X„și calculați valorile intermediare prin interpolare X" , și apoi - XȘi y pentru φ" = 12° la o adâncime de 40 m, adică la valoarea la" = (40 – 3,7)/1,5 = 24,2.
Rezumam calculele în tabel. 14.2. Conturul pantei maxime construite din rezultatele calculului este prezentat în Fig. 14.12.
Apoi conform Fig. 14.10 la c„/(γ I H 0) = 30/(20 10) = 0,15 determinăm abrupta maximă a marginii superioare: θ 0 = 61° la φ" = 10°, θ 0 = 70° la φ" = 15° și prin interpolare găsim θ 0 = 61° + (70 – 61)2/5 = 64,6° la φ" = 12°.
Această abruptă a pantei cornisa este mai mare decât cea admisă conform tabelului. 14,1 (63°), prin urmare acceptăm panta marginii superioare ca 1:0,5. Perversurile subiacente, ținând cont de înălțimea mare a pantei, trebuie făcute mai blânde, conturând conturul limitator, așa cum se arată în Fig. 14.12.
Pentru a determina dimensiunea bermei pentru o margine de 10 m înălțime, consultați mai întâi Fig. 14.11 la H" 0 – h„0 = 10/1,5 – 2,45 = 4,22 găsim: B„0 = 3,7 la φ” = 10°, B„0 = 2,5 la φ” = 15°și prin interpolare calculăm: B„0 = 3,7 – (3,7 – 2,5)2/5 = 3,22 la φ” = 12°. Apoi, folosind formula (14.7), determinăm lățimea minimă a prismei de colaps:
B 0 = (3,22 – 2,45 ctg 63°)1,5 = 2,95 m.
Tinand cont de inaltimea mare a pantei, acceptam ÎN 0 = 4 m. Amplasăm berme la fiecare 10 m de-a lungul înălțimii taluzului, 2 m pe ambele părți ale conturului pantei maxime și construim o pantă plană în trepte, care leagă punctul final al bermei precedente și punctul de plecare. a celui urmator. Așezarea cornișelor de pantă alocate: a patra 1:3.375, accept 1:3.5; a treia 1:2.9, acceptă 1:3.0; al doilea 1:1.73, acceptă 1:1.75; Poziția marginii superioare este luată într-un raport de 1:0,5. În fig. Figura 14.12 prezintă conturul conturului limită și profilul pantei în trepte rezultat.