Parcie i odpór gruntu

Transkrypt

Parcie i odpór gruntu
Parcie i odpór gruntu
oddziaływanie gruntu na konstrukcje oporowe
TYPOWE PRZEKROJE MASYWNYCH ŚCIAN OPOROWYCH
H
Prostokątna
Równoległoboczna
Trapezowa
Trójkątna I
Trójkątna II
1
Etapy budowy ciężkiej ściany oporowej
zasypka
drenaż
TYPY ŚCIAN PŁYTOWO-ŻEBROWYCH
H
Zwykła
Z żebrami
zewnętrznymi
i z ostrogą
Z pochyloną
płytą
fundamentową
Z pionową płytą
żebrową
Z płytą
odciążającą
2
TYPY ŚCIAN PŁYTOWO-KĄTOWYCH
H
Zwykła
Z przedłużoną płytą
fundamentową
Z pochyloną płytą
fundamentową
Z ostrogą
Typ I
Z ostrogą
Typ II
Siły działające na mur oporowy
Parcie czynne
Ciężar
ściany
Parcie
bierne
Siła
tarcia
Reakcja
podłoża
3
Stan naprężeń w gruncie za konstrukcją oporową
σz
σz = γ·z
σx = K0·σz
σ
σx
τ
α
σx
z
σz
τ
Koło Mohra przy parciu spoczynkowym
·tg φ+c
τf = σn
φ
c
σx = K0·σz
σz
σ
Zależność K0 od stanu zagęszczenia gruntów niespoistych
0.5
0.4
Współczynnik K0
Piaski i żwiry
0.3
0.2
0.1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Stopień zagęszczenia (ID)
4
Zależność K0 od stopnia plastyczności gruntów spoistych
0.8
Współczynnik K 0
0.6
Gliny, gliny
zwięzłe i iły
0.4
Piaski gliniaste
i pyły
0.2
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Stopień plastyczności (IL)
Wyznaczenie parcia czynnego i biernego metodą
Coulomba
•
•
•
•
•
•
Ściana muru oporowego jest pionowa , a naziom pionowy;
Grunt za murem oporowym jest niespoisty, jednorodny i izotropowy;
Między ścianą oporową a gruntem nie występuje tarcie, co powoduje, że
kierunek siły parcia jest poziomy;
Poślizg gruntu następuje po płaszczyźnie nachylonej pod kątem α do poziomu,
przechodzącej przez dolną krawędź ściany muru oporowego
Klin odłamu jest ciałem sztywnym i znajduje się w stanie równowagi granicznej
Nachylenie płaszczyzny poślizgu wyznacza się z warunku ekstremum parcia
gruntu
CHARLES AUGUSTIN DE
COULOMB (1736-1806)
wybitny fizyk francuski,
najbardziej znany z osiągnięć
na polu elektrostatyki i
magnetyzmu.
5
PARCIE CZYNNE GRUNTU – Metoda Coulomba (1773)
Układ działania sił
Wielobok sił
Kierunek przesunięcia
ściany
Ea
Kierunek przesunięcia
klina odłamu
G
G
H
R
Ea
T
R
α-φ
N
α
φ
Wyznaczenie kąta pomiędzy kierunkiem siły R i siły pionowej (G)
przy parciu czynnym
90o
Φ
α
α-Φ
90o - α
6
PARCIE BIERNE GRUNTU – Metoda Coulomba (1773)
Układ działania sił
Wielobok sił
Kierunek przesunięcia
ściany
Kierunek przesunięcia
klina odłamu
Ep
G
G
H
Ep
T
R
N
α+φ
R
φ
α
Wyznaczenie kąta pomiędzy kierunkiem siły R i siły pionowej (G)
przy parciu biernym
90o
90o - α
α
Φ
α
7
Przemieszczenia konstrukcji oporowej wywołane parciem czynnym
-ε
0
+ε
PARCIE CZYNNE GRUNTU – Metoda Rankine’
Rankine’a (1857)
τ
Zmniejszanie się naprężeń poziomych σx przy parciu czynnym
·tg φ+c
τf = σn
Graniczne
koło
Mohra
WILLIAM JOHN
MAQUORNE RANKINE
(1820-1872)
φ
Ścieżka
naprężeń
c
σx3=ea
σx2
σx1=K0·σz
σz
σ
8
Przemieszczenia konstrukcji oporowej wywołane parciem biernym
-ε
0
+ε
PARCIE BIERNE GRUNTU – Metoda Rankine’
Rankine’a (1857)
τ
Zwiększanie się naprężeń poziomych σx przy parciu biernym
Graniczne
koło
Mohra
·tg φ+c
τf = σn
φ
Ścieżka
naprężeń
c
σx1=K0·σz
σz
σ
9
Wykresy jednostkowego parcia – jednorodny grunt niespoisty
Parcie czynne
Parcie bierne
H
ea = γHK a
e p = γHK p
Wykresy jednostkowego parcia – jednorodny grunt spoisty
Parcie bierne
2c K p
Parcie czynne
2c K a
Hc
H
e p =γHK p + 2c K p
ea =γHK a − 2c K a
10
Wykresy parcia czynnego w gruncie niespoistym, uwarstwionym:
γ1
Φ1
γ1
Φ1
Φ1>Φ2
Φ1<Φ2
γ2
Φ2
γ2
Φ2
Wykresy parcia biernego w gruncie niespoistym, uwarstwionym:
γ1
Φ1
γ1
Φ1
Φ1<Φ2
γ2
Φ2
Φ1>Φ2
γ2
Φ2
11
Wykresy jednostkowego parcia biernego w gruncie spoistym, uwarstwionym
γ1
Φ1 = 17o
c1
Φ1=Φ2
c1>c2
γ2
Φ2 = 17o
c2
γ1
Φ1 = 17o
c1
Φ1=Φ2
γ2 c1<c2
Φ2 = 17o
c2
12