Конспект лекций Портовые сооружения. Конспект лекций по дисциплине портовые сооружения Москва 2009
 Скачать 7.1 Mb.
|
|
130 Лекция №6 Статический расчет тонких стенок Остановимся вначале на расчете незаанкерованных тонких стенок. Расчет незаанкерованных больверков Рассмотрим случай расчета стенки находящейся под воздействием горизонтальной сосредоточенной силы, приложенной в верхней части стенки ( в верхнем конце. В практике такой случай встречается при расчете анкерных вертикальных свай, отдельно стоящих нал и т.д. В расчетом отношении вертикальная незаанкерованная стенка представляет собой консольную балку, защемленную одним концом в грунте. При отсутствии нагрузки стенка с обеих сторон будет испытывать одинаковое (бытовое) давление, равное естественному давлению в грунтовом массиве. При действии горизонтальной силы стенка изогнется и будет стремиться повернуться вокруг некоторой точки D, расположенной ниже поверхности грунта. Под действием силы Р стенка стремится повернуться в грунте вокруг некоторой т. При небольшой величине силы Р изогнутая ось балки имеет вид, показанный на рисунке а, причем нижний конец балки не перемещается, а глубина забивки является избыточной. С увеличением силы Р точка вращения D опускается вниз, а ось балки принимает вид (см. рис. Можно добиться такого соотношения между величиной силы Р и глубиной забивки, при котором последняя будет использована полностью, те. стенка будет находиться в состоянии предельного равновесия. Эпюра напряжений в грунте будет иметь вид ; левая и правая ветви этой эпюры вписываются, очевидно, в эпюры неиспользованных пассивных сил a p y , т.к. напряжения в любой забитой части стенки не могут быть больше сил отпора за вычетом сил распора, действующих в той же точке. Давление грунта на участки стенки в этом случае измениться. Причем закон изменения давления грунта (закон распределения сил сопротивления) в этом случае точно неизвестен. Поэтому построение эпюры давления грунта производят исходя из следующих соображений 1) в точках стенки, не имеющих горизонтальных перемещений не могут возникнуть реактивные силы и давление с обеих сторон остается постоянными равным естественному давлению в грунтовом массиве (давлению покоя. 2) на участках стенки, испытывающих горизонтальное перемещение, стой стороны куда они направлены давление увеличивается и после уплотнения грунта достигает величины пассивного 131 давления с противоположной стороны естественное давление уменьшается до величины активного минимального) давления. Таким образам предельная интенсивность сил сопротивления грунта внешнему давлению стенки пр. в каждой точке по глубине определяется разницей пассивного и активного давлений грунта. Грунт может выдержать разницу между пассивными активным давлением. пр - предельная величина сопротивления грунта(перемещения стенки) где γ – объемный вес грунта y – глубина точки от поверхности грунта. Для обеспечения устойчивости стенки глубина забивки должна быть такой, чтобы нижний конец стенки оказывал давление на грунт равное пр. при меньшей глубине забивки это давление будет больше при стенка окажется неустойчивой, при большей – давление нижнего конца стенки будет меньше при сопротивление грунта будет недоиспользовано и стенка, следовательно, будет неэкономична. Это условие и определяет min глубину забивки t Из сказано следует, что эпюра давления грунта на стенку должна очерчиваться по кривой, укладывающейся в границах эпюры предельных сил сопротивления и проходящей через ноль в точке D. Коэффициенты пассивного и активного давлений при расчете незаанкерованных тонких стенок рекомендуется вычислять без учета сил трения грунта о стенку. Наметив таким путем схему действующих сил мы должны определить глубину забивки t min и max избегающий момент в стенке M При наличии неоднородного грунта расчет стенки аналитическим методом сильно усложняется в связи стем стенки обычно рассчитываются графоаналитическим методом, при условии, что при равновесии сил силовой и веревочной многоугольники замкнуты. Ординаты эпюры вычисляются по формуле пр 1 1 1 1 a p h l 2 2 1 1 2 a p h l 2 2 2 2 1 Веревочная кривая представляет собой линию изгибающих моментов в шпунте. Чтобы получилась эпюра изгибающих моментов, нужно провести ось эпюры. Ось эпюры называется замыкающей веревочного многоугольника. Для определения глубины погружения шпунта t 0 , а следовательно и положения силы р Е необходимо, чтобы было выполнено еще одно условие замыкающая, последний луч (линия веревочной кривой параллельна последнему лучу) и линия отметки погружения шпунте должны пересекаться водной точке. Это условие при первом расчете, как правил, не выполняется потому, что погружение шпунта в грунт принималось произвольным. Рядом последовательных приближений, заглубляя или, наоборот, поднимая шпунт вверх и корректируя последние силы и лучи, необходимо добиться того, чтобы замыкающая, последний лучи линия действия силы р Е пересекались водной точке. Тогда отметка точки их пересечения будет отметкой погружения шпунта, те. укажет величину погружения шпунта t 0 без учета дополнительной глубины защемления шпунта ∆ t . По значению р Е определяют величину ∆ t а р t b t 0 р 2 Е 2 Полная глубина погружения стенки t min равна t min = t 0 + ∆ t Максимальный изгибающий момент определяется как произведение полюсного расстояния η на наибольшую ординату y max 1 Таким образом предельная интенсивность давления грунта на стенку в любой точке по глубине будет равна разности пассивного и активного давлений грунта. |