Что называется активным давлением грунта

Что называется активным давлением грунта

Что называется активным давлением грунта

Многие годы пытаетесь вылечить ГИПЕРТОНИЮ?

Глава Института лечения: «Вы будете поражены, насколько просто можно вылечить гипертонию принимая каждый день…

Читать далее »

Кессонная болезнь – одна из тех, которые относятся к числу так называемых «профессиональных» заболеваний. Правильное наименование по медицинским справочникам звучит, как декомпрессионная болезнь, или ДКБ.

В просторечии ее часто именуют «болезнью водолазов», а сами любители подводного плавания емко называют это заболевание «кессонкой».

Что же это за необычная болезнь, свойственная тем, кто часто опускается на глубину моря или под землю?

История и описание недуга

ДКБ – это заболевание, вызванное резким снижением давления вдыхаемых человеком газов – азота, кислорода, водорода. При этом растворенные в человеческой крови, эти газы начинают выделяться в виде пузырьков, которые блокируют нормальное кровоснабжение, разрушают стенки сосудов и клетки.

В тяжелой стадии это заболевание способно привести к параличу либо даже летальному исходу. Это состояние зачастую развивается у тех, кто работает в условиях повышенного атмосферного давления в период перехода от него к нормальному давлению без соблюдения должных предосторожностей.

Такой переход называется декомпрессией, что и дало название болезни.

Подобную декомпрессию испытывают работники, занимающиеся сооружением мостов, портов, фундаментов для оборудования, роющие подводные туннели, а также шахтеры, занимающиеся разработкой новых месторождений и водолазы, причем, как профессионалы, так и любители подводного спорта.

Все эти работы производятся под сжатым воздухом в специальных камерах-кессонах или в специальных гидрокостюмах с системой воздухообеспечения. Давление в них специально увеличивается с погружением, чтобы уравновесить растущее давление водного столба или водонасыщенного грунта над камерой.

Пребывание в кессонах, как и подводное погружение, состоит из трех этапов:

  1. Компрессия (период повышения давления);
  2. Работа в кессоне (пребывание под стабильно высоким давлением);
  3. Декомпрессия (период снижения давления при подъеме наверх).

Именно при неправильном прохождении первого и третьего этапов возникает кессонная болезнь.

Впервые человечество столкнулось с этим заболеванием после изобретения воздушного насоса и камеры-кессона в 1841 году.

Тогда подобными камерами начали пользоваться рабочие при сооружении тоннелей под реками и закреплении опор мостов во влажном грунте.

Они начали жаловаться на боли в суставах, онемение конечностей и паралич после возврата камеры к нормальному давлению в 1 атмосферу. Эти симптомы на данный момент называют ДКБ первого типа.

Врачи на данный момент разделяют кессонную болезнь на два типа, в зависимости от того, какие органы вовлечены в симптоматику и сложности протекания заболевания.

  • Кессонная болезнь I типа характеризуется умеренной опасностью для жизни. При этом типе протекания в заболевание вовлечены суставы, лимфатическая система, мышцы и кожа. Симптомы кессонной болезни первого типа следующие: усиливающаяся боль в суставах (локтевые, плечевые суставы страдают в особенности), спине и мышцах. Болевые ощущения становятся сильнее при движении, они приобретают сверлящий характер. Другими симптомами являются кожный зуд, сыпь, также при этом типе заболевания кожный покров покрывается пятнами, увеличиваются лимфоузлы — лимфаденопатия.
  • II тип кессонной болезни значительно опаснее для человеческого организма. Он поражает спинной и головной мозг, дыхательную и кровеносную системы. Этот тип проявляется парезами, затрудненным мочеиспусканием, головной болью, дисфункцией кишечника, шумом в ушах. В особо сложных случаях  может наблюдаться потеря зрения и слуха, параличи, судороги с переходом в кому. Реже случается удушье (одышка, боль в груди, кашель), однако это очень тревожный симптом. При длительном пребывании человека в помещениях с повышенным давлением возможен такой коварный симптом, как дисбарический остеонекроз – проявление асептического некроза костей.

Кессонная болезнь проявляется в течение часа после декомпрессии у 50% пациентов. Особенно часто — это наиболее тяжелые симптомы. У 90% признаки развития кессонной болезни обнаруживаются спустя 6 часов после декомпрессии, а в редких случаях (это касается в первую очередь тех, кто после выхода из кессона поднимается на высоту) они могут проявиться даже спустя сутки и более.

Механизм возникновения «проблемы водолазов»

Чтобы понять причины этой болезни, следует обратиться к физическому закону Генри, который гласит, что растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению на этот газ и жидкость, то есть, чем выше давление, тем лучше растворяется в крови газовая смесь, которой дышит человек. И обратный эффект – чем быстрее давление понижается, тем быстрее газ выделяется из крови в виде пузырьков. Это касается не только крови, но и любой жидкости в человеческом теле, поэтому кессонная болезнь затрагивает также лимфатическую систему, суставы, костный и спинной мозг.

Образовавшиеся в результате резкого понижения давления пузырьки газов имеют свойство группироваться и блокировать собой сосуды, разрушать клетки тканей, сосуды, либо сдавливать их.

В результате в кровеносной системе образуются сгустки крови – тромбы, разрывающие сосуд и приводящие к его некрозу.

А пузырьки с кровотоком могут попасть самые отдаленные органы человеческого тела и дальше нести разрушения.

Основные причины кессонной болезни при подводном погружении следующие:

  1. Резкий безостановочный подъем на поверхность;
  2. Погружение в холодную воду;
  3. Стресс или усталость;
  4. Ожирение;
  5. Возраст погружающегося человека;
  6. Перелет после глубоководного погружения;

При погружении в кессоне обычно причинами декомпрессионной болезни являются:

  • Длительные работы в условиях повышенного давления;
  • Погружение в кессоне на глубину свыше 40 метров, когда давление поднимается свыше 4 атмосфер.

Диагностика и лечение кессонной болезни

Для правильной постановки диагноза врачу требуется предоставить полную клиническую картину симптомов, возникших после декомпрессии.

Также специалист при диагностике может опираться на данные таких исследований, как компьютерная томография и магнитно-резонансная томография головного и спинного мозга, чтобы подтвердить диагноз по характерным изменениям в этих органах.

Однако полагаться сугубо на эти методы не стоит – выданная ими клиническая картина может совпадать с течением артериальной газовой эмболии. Если же одним из симптомов стал дисбарический остеонкроз, то выявить его может только сочетание МРТ и рентгенографии.

Кессонная болезнь благополучно излечивается в 80% случаев. Для этого необходимо учитывать временной фактор – чем быстрее выявлены симптомы и оказано лечение, тем быстрее пройдет восстановление организма и выведение пузырьков газа.

Основной метод лечения ДКБ – рекомпрессия. Для этого используется специальное оборудование, подающее в кровь пациента большое количество кислорода, чтобы вымыть излишки азота под повышенным давлением.

Этот метод используется прямо на месте нахождения пострадавшего, впоследствии важно транспортировать его в ближайшее медицинское учреждение.

В дальнейшем добавляется терапия для ликвидации других симптомов заболевания – снятие боли в суставах, общеукрепляющая и противовоспалительная терапия.

Чтобы не допустить возникновения ДКБ следует правильно рассчитывать режим декомпрессии, устанавливать верные интервалы между декомпрессионными остановками в процессе подъема на поверхность, чтобы организм успевал адаптироваться к изменяющемуся давлению.

Чаще всего этим расчетам занимаются компьютерные программы, предназначенные для этих целей, однако в 50% случаев они не учитывают индивидуальных особенностей каждого водолаза или рабочего кессонной камеры, а также того фактора, что многие из них халатно относятся к выполнению рекомендаций по правильному подъему из области высокого давления на поверхность.

Знать о кессонной болезни необходимо не только тем людям, которые серьезно занимаются работами на большой глубине.

Это заболевание в легкой форме может проявиться у любого человека, который решил заняться дайвингом, будучи в отпуске, либо увлекается спелеологией, альпинизмом и другими видами спорта, требующими значительного спуска под воду или в недра земли.

 Возможно, распознавание симптомов кессонной болезни, знание ее причин и последствий, может помочь впоследствии спасти чью-то жизнь.

: что такое кессонная болезнь

Источник: https://lechenie.gipertoniya-simptomy.ru/gipertoniya/chto-nazyvaetsya-aktivnym-davleniem-grunta/

М.14. Расчет давления грунтов на ограждения

Что называется активным давлением грунта

М.14.1.С какой целью применяются подпорныестены?

Подпорныестены применяются для удержания грунтовыхмассивов от сползания в том случае,когда устройство искусственного откосаневозможно, а естественный склоннеобходимо удерживать от сползания.

М.14.2.Чем гравитационные подпорные стеныотличаются от облегченных гибкихподпорных стен?

Пригравитационных подпорных стенах(рис.М.14.

2) устойчивость на сдвигобеспечивается их весом (весом материаластены и грунта, находящегося над подошвойстены), а горизонтальная составляющаядавления земли воспринимается силойтрения, развивающейся в плоскостиподошвы стены.

Облегченные гибкие стенызаделываются в основание и их устойчивостьна сдвиг обеспечивается развитиемпассивного отпора в нижней части, атакже возможным наличием анкернойзаделки в верхней части стены.

Рис.М.14.2. Различные виды подпорных стен:1,2 – гравитационные; 3 – гибкая шпунтовая; 4 – диафрагмовая

М.14.3.Какой вид имеет диаграмма давления настену в зависимости от ее поступательногоперемещения?

Диаграммадавления, возникающего между засыпкойи задней гранью стены, показана нарис.М.14.3.

Рис.М.14.3. Зависимость давления грунта на стену от ее перемещения

Активноедавление минимально возможное давление, пассивноемаксимально возможное давление.

М.14.4.Что называется активным давлениемгрунта на стену и когда оно проявляется?

Активнымназывается минимальное из всех возможныхдля данной стены давление на нее грунта,проявляющееся в том случае, если стенаимеет возможность переместиться всторону от засыпки под действием давлениягрунта. Активное давление иногданазывается распором (рис.М.14.4,а)

Рис.М.14.4. Давление грунта на стену:а – активное; б – пассивное:1 – положение до начала перемещения стены; 2 – положение после перемещения стены; 3 – напрваление перемещения стены;4 – направление движения грунта в призме обрушения

М.14.5.Что называется пассивным давлениемгрунта на стену и когда оно проявляется?

Пассивнымназывается максимальное из всех возможныхдля данной стены давление ее на грунт,проявляющееся в том случае, если стенаимеет возможность перемещаться в сторонузасыпки под действием внешних сил.Пассивное давление называется отпором(рис.М.14.4,б).

М.14.6.Что называется “давлением покоя”и когда оно проявляется?

Давлениемпокоя называется такое давление грунтана стену, которое соответствует нулевомуее перемещению, то есть это такое боковоедавление, которое имеет место в массивегрунта, когда стены нет, а поверхностьгрунтового массива горизонтальна.

М.14.7.Какие усилия действуют на подпорнуюстену и как рассчитывается ее устойчивость?

Наподпорную стену действует давлениегрунта и давление воды. Если над засыпкойимеется пригрузка, то она создаетдополнительное усилие, действующее настену. В расчете учитывается также весстены и лежащего непосредственно надее подошвой грунта.

В связи с заглублениемстены в грунт может быть учтено действующеес противоположной засыпке стороныпассивное давление (отпор), хотя этообстоятельство в запас устойчивостичасто не учитывается.

Если на стенупостоянно действуют усилия со сторонылицевой грани, то они также принимаютсяв расчет.

М.14.8.Каким образом из уравнения предельногоравновесия получить эпюру давлениягрунта на гладкую подпорную стену идействующее усилие? Показать двойственностьрешения.

Уравнениепредельного равновесия, записанное вдекартовых координатах, имеет вид

Рассматриваяпростейшее напряженное состояние,соответствующее гладкой без тренияподпорной стене и горизонтальнойповерхности засыпки, когда zx= 0, и извлекая корень из обеих частейэтого уравнения, получим

тоесть линейное уравнение относительнонапряжений zи x.Напряжениеzполагается равным z.Находятся напряжения x., то есть ординаты эпюр давления грунтана подпорную стену.

М.14.9.Каким образом влияет на величинуактивного и пассивного давлений настену удельное сцепление в грунте?

Приодинаковом не изменяющемся значенииугла внутреннего трения с увеличением удельного сцепления вгрунте cактивное давление уменьшается, апассивное увеличивается.

М.14.10*.Каким образом влияет на величинуравнодействующей активного давлениягрунта на подпорную стену наклон заднейграни стены?

Еслизадняя грань стены имеет уклон в сторонузасыпки, то давление уменьшается(рис.М.14.10,а), в противоположную сторонуувеличивается (рис.М.14.10,б).

Рис.М.14.10. Влияние наклона задней грани стены на величину активного давления грунта на нее

М.14.11*.Каким образом влияет на величинуравнодействующей активного давлениягрунта на подпорную стену увеличениешероховатости задней грани?

Сростом шероховатости поверхности стены,как правило, активное давление уменьшается,а пассивное увеличивается.

М.14.12.В чем суть предложений Кулона по расчетудавления грунта на подпорную стену?

ПоКулону призма обрушения всегдаограничивается плоскостью (а некриволинейной поверхностью), как потеории предельного равновесия в общемслучае. Далее разыскивается экстремальныйслучай (наклон этой плоскости) из условиямаксимума для активного давления иминимума для пассивного давления.

М.14.13.Какими конструктивными приемами приодинаковом объеме материала стены можноувеличить ее общую устойчивость насдвиг и опрокидывание?

1. Частьматериала гравитационной стены заменитьгрунтом, чтобы создать необходимый вес.

2. Устроитьдренаж в засыпке.

3. Засыпкупровести грунтом с возможно большимуглом внутреннего трения.

4. Состороны лицевой грани стены сделатьвыступ – консоль (против опрокидывания).

5. Заднююгрань стены наклонить, чтобы стеналежала на грунте.

М.14.14.Какой вид имеет эпюра реактивных давленийпод подошвой стены и с помощью какогоприема ее можно сделать более равномерной?Для какой цели нужно иметь болееравномерную эпюру реактивных давлений?

Эпюрареактивных давлений принимается линейной(трапеция). Более равномерной ее можносделать, увеличив выступ консоли улицевой стороны стены. Чем равномернееэпюра давлений, тем меньше вероятностьперекоса стены вследствие осадки грунтаоснования.

М.14.15*.Что представляет собой явление “навала”подпорной стены на грунт и от чего онвозникает? Всегда ли следует егоучитывать?

Явление”навала” подпорной стены на грунтсвязано с ее неравномерной осадкой инаклоном задней грани вследствие этойосадки в сторону засыпки (рис.М.14.15). Врезультате давление становится большеактивного и это обстоятельство следуетучитывать при расчете самой стены напрочность. Навал стены целесообразноучитывать только при высоких подпорныхстенках.

Рис.М.14.15. Влияние навала высокой стены на грунт на давление на нее:а – схема перемещения стены; б – эпюра давления:1 – активное давление; 2 – пассивное давление; 3 – расчетное с учетом навала

М.14.16.Какой вид приобретает эпюра активногодавления грунта с учетом явления “навала”и после трамбования засыпки? Использованиекакого грунта для засыпки уменьшаетактивное давление на стенку?

Сучетом навала эпюра давления увеличиваетсяи занимает промежуточное положениемежду эпюрой активного и пассивногодавления (см. рис.М.14.15,б). Практическидавление увеличивается до 10-15 % (навысокую стену).

Такое же изменение вэпюре вызывает уплотнение засыпкитрамбованием (этот эффект учитываетсяна глубину уплотнения). Чем больше уголвнутреннего трения в грунте засыпки,тем меньше активное давление.

Поэтомуиспользование крупнообломочного грунтаили крупного песка приводит к уменьшениюактивного давления грунта.

М.14.17*.Почему нужен дренаж за стеной и какимобразом влияет наличие воды в засыпкена общее активное давление грунта настену?

Дренажза стеной нужен потому, что он снимаетдавление воды на стену и уменьшаетфильтрационное противодавление наподошву грунта. При наличии дренажаувеличивается устойчивость стены.

Несмотря на то, что в случае обводнениягрунт “становится легче” за счетвзвешивания скелета в воде, давлениеводы больше, чем это “облегчение”,и суммарное давление обводненногогрунта на стену больше, чем необводненного.

Ординатыэпюры давления xпри гладкой стене и горизонтальнойзасыпке равны

Здесьвторое слагаемое зависит от давленияводы.

М.14.18*.Каким образом отличается давлениегрунта на стену “по Кулону” отдавления по теории предельного равновесия(активное и пассивное)?

Активноедавление может быть равно давлению “поКулону” или быть больше его (нанесколько процентов). Пассивное давлениеможет быть равно давлению “по Кулону”или резко превышать его (в отдельныхслучаях даже в три раза).

М.14.19*.Какие предположения делаются при расчетегибких подпорных стен? Что такое”коэффициент постели”?

Прирасчете гибких подпорных стенпредполагается, что ордината эпюрыбокового давления грунта на стенусвязана с прогибом стены в этом местечем больше прогиб, тем меньше давление.Коэффициент постели это коэффициент пропорциональностимежду перемещением и давлением, имеющийразмерность, совпадающую с размерностьюудельного веса.

М.14.20*.Как рассчитывается подпорная стена сломаной задней гранью?

Cтенапродолжается до верха и рассчитываетсякак будто наклон задней грани всюдуодинаков, а затем из этой эпюры используетсятолько та часть, которая приходится нафактически существующий участок стены.В целом эпюра получается ломаной.

Источник: https://studfile.net/preview/1925748/page:14/

7.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОГО И ПАССИВНОГО ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА НА СТЕНЫ

Что называется активным давлением грунта

Давление грунта на стены зависит от их конструктивных особенностей (наклона и жесткости стены, наличия разгружающих элементов и т.д.), от свойств грунта, взаимодействующего со стеной, от величины и направления перемещений, поворота и прогиба стены [2].

Активное давление грунта σa реализуется при смещении стены от грунта и соответствует минимальному значению давления. Пассивное давление грунта σр реализуется при смещении стены на грунт и соответствует максимальному значению давления. При отсутствии перемещений стены реализуется давление покоя σ0. Изменение давления грунта в зависимости от перемещения стены и представлено на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Изменение давления грунта на подпорную стенку в зависимости от ее перемещения

7.2.2. Характеристики грунта, используемые при определении давления грунта

На стенки действует боковое давление грунта нарушенного сложения. Характеристики этого грунта выражаются через соответствующие характеристики грунта ненарушенного сложения следующими соотношениями [3]:

γ'I = 0,95γI; φ'I = 0,9φI;

c'I = 0,5cI (но не более 7 кПа);

γ'II = 0,95γII; φ'II = 0,9φII;

c'II = 0,5cII (но не более 10 кПа);

где γI, φI, cI, γII, φII, cII — соответственно удельный вес, угол внутреннего трения и удельное сцепление грунтов ненарушенного сложения для расчетов по первой и второй группам предельных состояний, определяемые в соответствии со СНиП 2.02.01-83.

А. НЕСВЯЗНЫЙ ГРУНТ

В случае свободной от нагрузки наклонной поверхности засыпки и наклонной тыловой грани стены горизонтальная σah и вертикальная σav составляющие активного давления грунта на глубине z (рис. 7.7) определяются по формулам [3, 4]:

Клейн Г.К. Расчет подпорных стенРуководство по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительстваСНиП 2.06.

07-87 Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения

где γ — расчетное значение удельного веса грунта; α — угол наклона тыловой грани стены к вертикали, принимаемый со знаком плюс при отклонении от вертикали в сторону стены; δ — угол трения грунта на контакте со стенкой, принимаемый для стен с повышенной шероховатостью равным φ, для мелкозернистых водонасыщенных песков и при наличии на поверхности вибрационных нагрузок равным 0, в остальных случаях равным 0,5φ (здесь φ — расчетное значение угла внутреннего трения грунта); λa — коэффициент активного давления грунта:

;

здесь ρ — угол наклона поверхности грунта к горизонту, принимаемый со знаком плюс при отклонении этой поверхности от горизонтали вверх: |ρ| ≤ φ.

В частном случае для гладкой вертикальной тыловой грани и горизонтальной поверхности грунта коэффициент активного давления вычисляется по формуле

λa = tg2(45° – φ/2).

Равнодействующие горизонтального Еah и вертикального Eav давлений грунта для стен высотой Н определяются как площади соответствующих треугольных эпюр давлений (рис. 7.7) по формулам:

Б. СВЯЗНЫЙ ГРУНТ

Горизонтальная σ'ah и вертикальная σ'av составляющие активного давления связного грунта на глубине z (см. рис. 7.7) определяются по формулам:

σ'av = σ'ahtg(α + δ),

где σch — давление связности:

здесь с — удельное сцепление грунта;

.Рис. 7.7. К определению активного давления грунта на стенкуа — несвязного; б — связного

Если значение K, вычисленное по формуле (7.10), меньше нуля, в расчетах принимается K = 0.

В частном случае при горизонтальной поверхности засыпки (ρ = 0) и вертикальной задней грани (α = 0) (или расчетной плоскости) горизонтальная составляющая активного давления грунта на глубине z определяется по формуле

σ'ah = γzλa + ca – 1)/tgφ.

Равнодействующая горизонтального Е'ah и вертикального E'av давлений грунта для стен высотой Н (см. рис. 7.7) определяется по формулам;

E'ah = σ'ah(H – hc)/2;E'av = σ'av(H – hc)/2;

где

.

В. ДАВЛЕНИЕ НА СТЕНЫ ОТ НАГРУЗКИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗАСЫПКИ

Сплошная равномерно распределенная нагрузка q (рис. 7.8, а). Горизонтальная σqh и вертикальная σqv составляющие активного давления грунта от этой нагрузки на глубине z для связных и несвязных грунтов определяются по формулам:

σqv = σqhtg(α + δ).

Сплошная (на всей призме обрушения) равномерно распределенная нагрузка q, приложенная на расстоянии а от стены (рис. 7.8, б).

Горизонтальная σqh и вертикальная σqv, составляющие активного давления грунта от этой нагрузки определяются при z ≥ a/(tgα + tgΘ) по формулам (7.14) и (7.

15), а при 0 ≤ z ≤ a/(tgα + tgΘ) (где Θ = 45° – φ/2) σqh = σqv = 0.

Полосовая (ширина полосы b) нагрузка q, приложенная в пределах призмы обрушения на расстоянии а от стены (рис. 7.8, в).

Горизонтальная σqh и вертикальная σqv составляющие активного давления грунта от этой нагрузки определяются при a/(tgα + tgΘ) ≤ z ≤ (a + b)/(tgα + tgΘ) по формулам (7.14) и (7.

15), а при 0 ≤ z ≤ a/(tgα + tgΘ) и z>(a + б)/(tgα + tgΘ), σqh = σqv = 0.

При расчете подпорных стен давления от нагрузок на поверхности засыпки, вычисленные по формулам (7.14) и (7.15), добавляются к давлениям от грунта, вычисленным по формулам (7.1), (7.2) и (7.7), (7.8).

Г. ДАВЛЕНИЕ ГРУНТА НА УГОЛКОВЫЕ ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ

Для уголковых подпорных стен активное давление грунта на условную поверхность определяется по двум возможным вариантам:

  • – для длинной опорной плиты в предположении образования симметричной призмы обрушения (рис. 7.9, а, условная поверхность ab);
  • – для короткой опорной плиты — несимметричной призмы обрушения (рис. 7.9, б, условная поверхность abc).

Рис. 7.8. К определению давления грунта от нагрузки на поверхности засыпкиРис. 7.9. К определению активного давления грунта на угловые подпорные стеныа — при симметричной призме обрушения; б — при несимметричной призме обрушения

В обоих случаях вес грунта, заключенного между условной поверхностью и тыловой поверхностью стены, добавляется к весу стены в расчетах на устойчивость, которые выполняются так же, как и для массивных стен: α = Θ = 45°— φ/2; δ = φ.

7.2.4. Пассивное давление грунта

При горизонтальной поверхности грунта и равномерно распределенной нагрузке на поверхности горизонтальная σph и вертикальная σpv составляющие пассивного давления на глубине z от поверхности определяются по формулам:

pv = σphtg(α + δ),

где q — нагрузка, равномерно распределенная на поверхности; λph — коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления, определяемый при горизонтальной поверхности грунта по формуле

.

В частном случае при α = δ = 0

λph = tg2(45° + φ/2).

Источник: http://xn--h1aleim.xn--p1ai/sorochan/g7-2.html

Активное и пассивное давление грунтов на подпорные стены. – 115

Что называется активным давлением грунта

Активным давлением называется давление грунта на конструкцию (подпорную стенку). В этом случае конструкция воспринимает давление грунта и может получить наиболее вероятные смещения (1, 2), обозначенные на нижнем рисунке с левой стороны. Пассивное давление или отпор в грунте возникает тогда, когда конструкция оказывает давление на грунт (опорный фундамент арки).

Такая схема работы основания представлена на нижнем рисунке с правой стороны. Схема воздействия активного давления грунта на подпорную стенку и возникновения пассивного отпора при давлении фундамента на грунт.

Определение величин активного давления грунта и пассивного отпора является одной из важнейших задач механики грунтов при решении ряда инженерных задач, и, прежде всего, устойчивости подпорных стен.

Давление грунта на стену:а – активное; б – пассивное:1 – положение до начала перемещения стены; 2 – положение после перемещения стены; 3 – напрваление перемещения стены;

21 Аналитический метод расчета давления грунта на жесткую подпорную стену (грунт связанный, стена вертикальная, на поверхность засыпки пригрузка). – 116

В данном разделе рассмотрим аналитический метод определения давления грунтов на подпорные стенки при допущении плоских поверхностей скольжения. Этот метод в настоящее время наиболее широко применяется в практике проектирования.

Рассмотрим вначале давление на подпорные стенки сыпучих масс. Как было показано ранее, массив сыпучего грунта, ограниченный откосом, будет находиться в равновесии, если угол откоса равен углу внутреннего трения грунта. При вертикальном же откосе для удержания массива в равновесии требуется устройство подпорной стенки.

Если одна часть массива сыпучего грунта перемешается относительно другой по некоторой поверхности скольжения, то реакция неподвижной части массива будет направлена навстречу движению под углом трения, отложенным от нормали к поверхности скольжения. Рассмотрим наиболее характерные случаи давления грунтов на подпорные стенки.

Основной случай — вертикальная гладкая стенка с горизонтальной поверхностью засыпки (рис. 162). Будем считать, что стенка жесткая и неподвижная; трением грунта о
стенку пренебрегаем.

При сделанных ограничениях напряженное состояние грунта за подпорной стенкой будет совершенно одинаково с напряженным состоянием бесконечно распространенного слоя грунта. Для решения вопроса о давлении грунта на стенку можно применить следующий метод.

Так как поверхность грунта горизонтальна, то горизонтальная площадка, выделенная на некоторой глубине от незагруженной поверхности грунта, будет испытывать только сжимаюшее давление (нормальное главное напряжение!), которое в рассматриваемом случае разно произведению объемного веса грунта на высоту столба грунта от поверхности до рассматриваемой площадки, т. е. Gi=yz

где у— объемный вес грунта; z — глубина рассматриваемой точки от горизонтальной поверхности засыпки.

Боковое дазление грунта при гладкой вертикальной стенке будет разно наименьшему главному напряжению сь при действии собственного веса грунта как сплошной нагрузки.

Обозначим боковое давление через и для определения его воспользуемся соотношением между главными напряжениями соответствующим состоянию предельного равновесия

грунта за подпорной стенкой, соответствующего возникновению поверхностей скольжения.

Действительно будет уравнение (44й )*. т. е.

Из уравнения (б)

°2 = °1 tg2(41°- “7”)

а0 = о

или.подставляя значение а: из выражения (а), получим

3 случае же пассивного давления грунта, т. е. когда верх стенки будет перемешаться по направлению к грунту, аналогично предыдущему получим

Рис. 4. Зависимость пассивного давления от перемещения стены

Определение предельных значений давления грунта на вертикальные стены.

Предельные значения давления грунта на вертикальные стены, вызванные удельным весом, равномерной вертикальной поверхностной нагрузкой q и сцеплением с могут быть определены по формулам:

активное предельное состояние

sa(z) = Ka;h × [gz + q] – 2c√Kah ;

gta(z) = sa × tgd + a (положительно для движения грунта вниз);

пассивное предельное состояние

sp(z) = Kp;h × [gz + q] + 2c√Kph ;

tp(z) = sp × tgd+ a (положительно для движения грунта вверх),

где Ka;h и Kp;h – соответственно, коэффициенты горизонтального активного и пассивного давления;

s(z) и t(z) – нормальные и касательные напряжения на глубине z;

d – угол сопротивления сдвигу грунта по стене.

Приводятся графики для определения коэффициентов Ka;h и Kp;h. На рис. 2 и 3 приведены графики для совершенно гладкой стены (d = 0).

Требования, необходимые при проектировании фундаментов. – 117

Фундаменты устраиваются для передачи нагрузок от конструкций зданий и сооружений, установленного в них технологического и другого оборудования и полезных нагрузок на грунты основания. Основание, воспринимая эти нагрузки, претерпевает, как правило, неравномерные деформации, что вызывает появление в конструкциях дополнительных перемещений и усилий.

Работы по устройству оснований и фундаментов без проекта производства работ не допускаются. Очередность и способы производства работ должны быть увязаны с работами по прокладке подземных инженерных коммуникаций, строительству подъездных дорог на стройплощадке и другими работами нулевого цикла.

При устройстве оснований, фундаментов и подземных сооружений необходимость водопонижения, уплотнения и закреплении грунта, устройства ограждения котлована, замораживания грунта, возведения фундаментов методом «стена в грунте» и проведения других работ устанавливают проектом сооружения, а организацию работ – проектом организации строительства.

При расчете жестких фундаментов принята линейная зависимость распределений напряжений под подошвой фундамента. При расчете фундаментов конечной жесткости (гибких фундаментов- балок и плит) условная линейная эпюра распределения напряжений под подошвой гибкого фундамента не приемлема.

В этом случае необходимо учитывать M и Q, возникающие в самой конструкции фундамента, вследствие действия неравномерных контактных реактивных напряжений по подошве фундамента. Не учет возникающих усилий может привести к неправильному выбору сечения фундамента или % его армирования.

Поэтому необходимо решать задачу совместной работы фундаментной конструкции и сжимаемого основания.

Таким образом, при расчете гибких фундаментов необходимо одновременно учитывать и деформации фундамента (конструкция) и его осадки (грунт).

На основании вышеизложенного можно сформулировать общие требования, предъявляемые в действующих нормативных документах к проектированию оснований и фундаментов: · обеспечение прочности и эксплуатационных параметров зданий и сооружений (общие и неравномерные деформации не должны превышать допустимых величин); · максимальное использование прочностных и деформационных свойств грунтов основания, а также прочности материала фундамента; · достижение минимальной стоимости, материалоемкости и трудоемкости, сокращение сроков строительства. Соблюдение этих положений основывается на выполнении указанных ниже условий: · комплексный учет при выборе типа оснований и фундаментов инженерно-геологических и гидрогеологических условий строительной площадки; · учет влияния конструктивных и технологических особенностей сооружения на его чувствительность к неравномерным осадкам; · оптимальный выбор методов выполнения работ по подготовке оснований, устройству фундаментов и подземной части сооружений; · расчет и проектирование оснований и фундаментов с учетом совместной работы системы «основание – фундаменты – конструкции сооружения».

Таким образом, проектирование оснований и фундаментов состоит в выборе типа основания (естественное или искусственное), конструктивного решения (в том числе материала) и размеров фундаментов (глубина заложения, размеры площади подошвы и т. д.), а также определении мероприятий, применяемых для уменьшения влияния деформаций основания на эксплуатационную пригодность и долговечность сооружения.

Основания и фундаменты должны проектироваться на основе и с учетом:

а) результатов инженерных изысканий для строительства;

б) сведений о сейсмичности района строительства;

в) данных, характеризующих назначение, конструктивные и технологические особенности сооружения и условия его эксплуатации;

г) нагрузок, действующих на фундаменты;

д) окружающей застройки и влияния на нее вновь строящихся сооружений;

е) экологических требований (раздел 15);

ж) технико-экономического сравнения возможных вариантов проектных решений для выбора наиболее экономичного и надежного проектного решения, обеспечивающего наиболее полное использование прочностных и деформационных характеристик грунтов и физико-механических свойств материалов фундаментов и других подземных конструкций.

4.2. При проектировании должны быть предусмотрены решения, обеспечивающие надежность, долговечность и экономичность сооружений на всех стадиях строительства и эксплуатации.

При разработке проектов производства работ и организации строительства должны выполняться требования по обеспечению надежности конструкций на всех стадиях их возведения.

4.3. Работы по проектированию следует вести в соответствии с техническим заданием на проектирование и необходимыми исходными данными (4.1). Порядок разработки проектной документации изложен в Приложении Б.

4.4. При проектировании следует учитывать уровень ответственности сооружения в соответствии с ГОСТ 27751: I – повышенный, II – нормальный, III – пониженный.

4.5. Инженерные изыскания для строительства, проектирование оснований и фундаментов и их устройство должны выполняться организациями, имеющими лицензии на эти виды работ.

4.6. Инженерные изыскания для строительства должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП 11-02, СП 11-102, СП 11-104, СП 11-105, государственных стандартов и других нормативных документов по инженерным изысканиям и исследованиям грунтов для строительства.

Наименование грунтов оснований в описаниях результатов изысканий и в проектной документации следует принимать по ГОСТ 25100.

4.7.

Результаты инженерных изысканий должны содержать данные, необходимые для выбора типа основания, фундаментов и подземных сооружений и проведения их расчетов по предельным состояниям с учетом прогноза возможных изменений (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических условий площадки строительства и свойств грунтов, а также вида и объема инженерных мероприятий по ее освоению.

Проектирование без соответствующего инженерно-геологического, а также инженерно-экологического обоснований или при их недостаточности не допускается.

Примечание. При строительстве в условиях существующей застройки инженерные изыскания следует предусматривать не только для вновь строящихся сооружений, но и для окружающей застройки, попадающей в зону их влияния.

4.8. Конструктивное решение проектируемого сооружения и условия последующей его эксплуатации необходимы для выбора типа фундамента, учета влияния конструкций на работу основания, а также на окружающую застройку, для уточнения требований к допускаемым деформациям и т.д.

4.9. В проектах оснований и фундаментов сооружений необходимо предусматривать проведение натурных наблюдений (мониторинг). Состав, объем и методы мониторинга устанавливают в зависимости от уровня ответственности сооружений и сложности инженерно-геологических условий (см. раздел 14).

Натурные наблюдения должны также предусматриваться в случае применения новых или недостаточно изученных конструкций сооружений или их фундаментов, а также если в задании на проектирование имеются специальные требования по проведению натурных измерений.

Источник: https://cyberpedia.su/16xef03.html

ПроГипертонию
Добавить комментарий