Стоманобетонни конзолни подпорни стени
Стоманобетонни конзолни подпорни стени.
Изчисляване, проверка и оразмеряване на конзолни стоманобетонни подпорни стени за укрепване на земни маси и съответната им фундаментна основа (ивична или с ростверк върху пилоти). В изчислението са включени сеизмичните въздействия и обща устойчивост. Задаване на активен, пасивен земен натиск и
Подпорни стени. Изчисляване, проверяване и оразмеряване на подпорни стени. Различни типологии:
Стоманобетонни стени върху ивични фундамети, върху пилоти и др.
Анализът е нелинеен, приемайки за земната основа и за подпорните елементи еластопластичен закон на поведение. Взема се предвид сеизмичното въздействие и се проверява общата устойчивост.
Кръгово-цилиндрична хлъзгателна повърхнина
Обща устойчивост.
В следствие от денивелациите образувани чрез подпорни стени, почвата се стреми да възвърне нормалното положение. Така масата на терена може да предизвика загуба на обща устойчивост, на което противодейства якостта й на срязване.
Този тип нестабилност може да се класифицира към две групи: свличане (земните маси се свличат) и плъзгане (преместване на земните маси). Типичен случай е плъзгане на една земна маса спрямо друга, когато якостта на срязване е изчерпана по цялото протежение на разделящата ги зона. Преместването може да бъде в план, кръгово или в комбинация от двете. Следователно всички конструктивни елементи задържащи терена трябва да бъдат проверени за загуба на обща устойчивост.
На практика основно се изследва кръговата повърхнина, при която е необходима най-голяма якост на терена или съответно да се определи минималният коефициент на сигурност на кръговоцилиндричната повърхнина. Този коефициент представлява връзката между якостта на срязване на терена и необходимата якост на срязване.
Силите, стремящи се да плъзнат даден масив са собственото му тегло, опорните елементи, товарите върху дъгата на повърхнината, сеизмични въздействия и всички възможни други влияния.
За да се определи най-неблагоприятната плъзгателна повърхнина, трябва да разполагаме с всички данни на задачата. Трябва да знаем: денивелацията (наклона), характеристиките на опорните елементи, почвените слоеве, групите товари върху опорните елементи и върху почвата, както и да се избере подходящ метод на изчисление, който да е съвместим с проблемите на задачата.
На фигурите е схематизирано проблемите на обща устойчивост.
- Изчисляване на коефициента на сигурност за плъзгане по кръговоцилиндрична повърхнина.
Както вече се спомена, коефициента на сигурност на потенциално нестабилната земна маса за плъзгане по кръговоцилиндрична повърхнина, може да се определи като отношение между плъзгащите и задържащите сили. Количествено може да бъде изразено чрез моменти по следния начин:
ΣMS - е сумата от моментите на съпротивителните сили (триенето и сцеплението) спрямо центъра на изследваната кръговоцилиндрична повърхнина
ΣMS - моментът на активните сили спрямо центъра на изследваната кръговоцилиндрична повърхнина
Този коефициент на сигурност може да се асоциира за различни параметри, като устойчивостта на терена, големината на товарите, сеизмичните въздействия и т.н. съобразно стойностите на параметрите. С други думи чрез получения коефициент на сигурност може да се оцени необходимата якостта на срязване на терена, максималните товари, които да действат върху терена или максималните допустими сеизмични въздействия върху терена и т.н.
- Изчислителни методи.
Съществуват различни методи за изчисляването на този коефициент. Като цяло те трябва да предоставят повърхнината на плъзгане и да изследват равновесието й, спрямо приложените въздействия. Това изследване разделя земната маса на ламели, така че да се опрости изчислението на силите въздействащи върху тях. На база идентифицирането на въздействията действащи върху земната маса и чрез различни изчисления в зависимост от избрания метод, ще се получи коефициента на сигурност за разглежданата повърхнина. Този процес се повтаря за редица повърхнини променяйки радиуса на кривината и пространственото разположение върху масива. За всяка повърхнина се получава съответния коефициент на сигурност, като най-малкия получен коефициент е търсения коефициент на сигурност. За да се изчертаят повърхнините, обикновено се използва правоъгълна мрежа X-Y, като всяка точка кореспондира на центъра на кръговоцилиндричната повърхнина на плъзгане с нарастващ радиус. На фигурата е показана основна повърхнина с радиус R и център О от правоъгълната мрежа.
- Метод на ламелите (опростен метод на Bishop)
Този метод цели да се анализира равновесието на земна маса, която следва кръговоцилиндрична плъзгателна повърхнина. За целта очертаваме окръжността в напречното сечение на терена и разделяме на ламели земната маса съдържаща се в тази окръжност. Основавайки се на схемата на дадена ламела 'i' извеждаме математическата формула на метода.
За даден наклон, уравнението използвано за да получим коефициента на сигурност 'F' при окръжност с радиус 'R' (с или без товар 'Q') е следното:
Където:
bi - ширина на ламелата
ci - стойност на кохезията на почвата на терена при средната точка в основата на ламелата 'i'
tan φi - тангенса на ъгъла на вътрешно триене на терена при средната точка в основата на ламелата 'i'
αi - стойността на ъгъла образуван от линията свързваща центъра на окръжността с центъра на основата на ламелата и вертикалната ос.
Wi - Сумата от теглата на всички слоеве над средната точка в основата на ламелата 'i'
Qi - Резултантата на налягането предизвикано от товарите върху терена над средната точка в основата на ламелата 'i'
ui - стойността на налягането в порите при средната точка в основата на ламелата 'i'
Приема се, че силите между ламелите са нулирани, т.е. {ΔTi} = 0 и {ΔEi} = 0.
Уравнението, с което е изразено F (1), се решава чрез итерации, задавайки начална стойност на F = F1, с която стойност се решава уравнение (2), след което се решава уравнение (1) и се сравняват стойностите на F1 и F2 - трябва да са сравнително близки, в противен случай се прави нова итерация вземайки стойността на F2 и замествайки я в уравнение (2) и т.н. до получаването на приблизително равни стойности на коефициентите за сигурност F.
