ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория определения бокового давления грунта на основе уравнений сдвигов из "Статистическое и динамические давление грунтов и расчёт подпорных стенок Издание 2 " До настоящего времени при расчете как массивных, так и тонкоэлементных подпорных стенок используются почти исключительно решения, основанные на теории предельного равновесия сыпучей среды (Кулона, Соколовского), не учитывающей перемещений грунта и стенки в допредельном состоянии. Такая методика расчета необоснованна в действительности при наличии малых перемещений стенок возникает большее давление, чем Кулоново. До 1963 г. не было простого и теоретически обоснованного метода расчета подпорных стенок, дающего давления грунта на стенку в зависимости от их жесткости и перемещения по основанию. В книге [67] и статьях автора [46] такой метод деформационного расчета был уже изложен, причем упругие свойства грунта описывались с помощью модели винклерова основания. [c.91] Решение задачи о давлении грунта на подпорную стенку с учетом перемещений дает превышение бокового давления на стенку по сравнению с Кулоновым, отличаясь от давления по теории предельного равновесия на 20%. Метод деформационного расчета учитывает характер работы конструкции и основания. [c.91] Давление, определяемое по способу Дуброва [17], оказывается несколько больше. Опыты Христофорова показали, что при наличии на поверхности нагрузки д величина давления, точка ее приложения и угол отклонения давления б от нормали к грани стенки зависят от положения нагрузки. С удалением нагрузки от стенки угол б уменьшается, точка приложения равнодействующей нагрузки понижается. [c.92] Предложение о переходе к криволинейной линии сползания нашло свое современное развитие в создании теории давления грунта на основе применения математической теории пластичности. Строгое решение задач о предельном состоянии грунта, данное Соколовским [47] и в графической форме Голушкевичем И], приводит к определению давления грунта (при чисто пластическом предельном состоянии во всей области) с помощью криволинейных линий скольжения, очертание которых получается путем интегрирования соответствующих дифференциальных уравнений. [c.92] Анализ, проведенный Голушкевичем [11], несколько упростившим решение задачи, показал, что для активного давления в пределах обычных значений углов трения решения по Кулону и по теории Соколовского разнятся крайне незначительно (рис. 64). Результаты оказываются вполне идентичными. В практических случаях по Голушкевичу отклонение достигает всего 4%. Однако, по данным Клейна [20], для пологих и ломаных стенок расхождение в результатах расчета по Кулону и Соколовскому может быть более значительным. [c.92] Для пассивного давления (рис. 65) результат получается иной. В области обычных значений углов трения пассивное давление по Кулону оказывается существенно больше, чем найденное по теории Соколовского — Голушкевича. Отклонение результатов, полученных по последней методике, от расчета по Кулону может достигать 100% (для р = 35°). Иногда давление может быть и больше Кулонова пассивного давления, например при наличии внутреннего выпора [16]. Однако в подавляющем большинстве случаев сооружения не следует рассчитывать на полное пассивное давление. Как показано ниже, полному пассивному Кулонову давлению соответствуют совершенно недопустимые перемещения стенок. [c.92] Ввиду того что создание полного отпора возможно лишь при существенном смещении стенки, обычно сооружения не рассчитывают на полное пассивное давление, вводя для промышленных и мостовых массивных сооружений и по передней грани фундамента лишь активное давление. [c.93] Представляется важным дать хотя бы приближенную оценку смещений, вызванных уплотнением грунта при активном воздействии стенки на грунт, а также установить, какова та доля пассивного давления, которую следует ввести в расчет, допуская заранее определенное смещение стенки 1551. Ниже приводим приближенное решение этой задачи, основанное на допущении об уплотнении призмы выпирания как упругого клина и отсутствии трения на боковой грани стенки. [c.93] Расчеты по формуле (4.2) дают те же результаты, что и довольно сложные вычисления уплотнения клина, предложенные Флориным [551. [c.95] Смещения стенки А при полном пассивном давлении столь значительны, что состояние устойчивости ее по сдвигу становится аварийным. Иначе говоря, полное пассивное давление для массивных стенок не возникает, так как ему соответствуют недопустимые смещения стенок. Поэтому уточнение теории определения чисто пассивного давления [12] без учета перемещений стенок не является необходимым. [c.95] Пример. Найти абсолютное уплотнение клина выпирания и смещения стенки при наличии полного пассивного давления, если высота стенки h = А м, а на поверхности стенки действует равномерно распределенная нагрузка q = 1 т/м . Грунт — тяжелый суглинок. Его объемный вес Угр = mV, угол внутреннего трения р= 19°20 сцепление с= 1,5 т/ж модуль деформации грунта о = 100 Kzj M . [c.95] Более точный способ Флорина [55] дает А = 7,95 см. Как видно, перемещение стенки соперщенно недопустимо. [c.95] При Ло = 1,3 см возникает лишь половина полного пассивного давления п,1 = 27 т. [c.95] До = - Д = 1.27 сж, что совпадает с более точным решением по [55]. [c.96] Первая трудность заключается в том, что грунт обладает ясно выраженными пластическими свойствами и зависимость между усилиями и перемещениями в нем нелинейна (кривая ОАВ на рис. 67). Згу трудность в достаточно точном решении можно обойти, переходя к так называемой билинейной зависимости О АС, считая, что на первом линейном участке зависимости ОА модуль упругости определяется tga, а на втором (пластическом) участке — новой прямой АС с пониженным модулем деформации, определяемым tg где а. [c.96] Вторая трудность деформационного расчета стенок заключается в том, что для грунта, как правило, не существует однозначной связи между деформациями и напряжениями для данного напряженного состояния в грунте могут возникать различные состояния деформаций и наоборот. Однако расчет можно вести методом последовательных приближений, вводя для каждого нового напряженного состояния новые упругие характеристики среды и новые начальные условия задачи. [c.97] Для решения задачи о боковом давлении грунта на подпорную стенку с учетом ее перемещения важно установить зависимость между силой сдвига Q = iQ = F стенки по основанию и горизонтальным перемещением сдвига А (под т понимается касательное напряжение, — площадь основания стенки). Как показывают результаты статических экспериментальных исследований [55], в плотных песках т по мере увеличения А сначала возрастает почти по линейному закону (рис. 68), а затем после некоторого разрыхления песка в зоне сдвига уменьшается. [c.97] В области же разрыхления зависимость между силой сдвига и перемещением оказывается резко отличной от (4.3). Точке Ai соответствует предельное сопротивление сдвигу Тпр. В первом приближении график в пластической области можно принимать по прямой АВ с падением напряжения т при возрастании А. Для рыхлых песков в пластической области можно полагать Q = onst. [c.97] Интересны результаты экспериментальных исследований зависимости между f и А при динамическом приложении нагрузки в случае действия падающего груза на поверхность грунта, поддерживаемого стенкой (рис. 69). [c.97] Вернуться к основной статье