Расчет активного и пассивного давлений грунта на сооружение

Исходные данные

Устой представляет собой стенку, поддерживающую конец пролетного строения и сопротивляющуюся давлению примыкающего грунта. Обычно устои сооружаются из камня, бетона или железобетона; иногда применяют фундаменты из стальных, бетонных или деревянных свай. Устои, служащие и подпорными стенами, чаще всего состоят из передней стены с откосными крыльями.

В курсовой работе рассматривается обсыпной однопутный устой железнодорожного моста, схематический чертеж которого показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схематический чертёж однопутного устоя

На насыпи в пределах призмы обрушения находится временная подвижная нагрузка, которая действует на поверхности этой призмы в виде местной, распределенной по ширине шпальной решетки эквивалентной нагрузки . Влияние конуса насыпи перед устоем учитывается путем введения в расчеты его веса, который оказывает здесь давление q, осредненное в пределах ширины призмы выпора.

В бланке задания приведены значения нагрузок, а также вес устоя G, вес фундамента с грунтом на его боковых уступах G₂ и нагрузка Р от веса пролетного строения и веса подвижного состава в пролете моста. Здесь же приведены размеры предлагаемых к расчету типов устоя для различных высот насыпи h и длин примыкающих к устою пролетов моста.

Кроме того, на бланке задания приведена таблица характеристик грунта в насыпи (удельный вес у и угол внутреннего трения ) и грунта в основании устоя (удельный вес у₀, угол внутреннего трения , удельное сцепление с₀),h – высота стенки; d – глубина заложения, значения которых, отмеченные преподавателем, принимаются также в качестве исходных данных к расчетам.

На насыпи в пределах призмы обрушения находится временная подвижная нагрузка, которая действует на поверхности этой призмы в виде местной, распределенной по ширине шпальной решетки эквивалентной нагрузки . Влияние конуса насыпи перед устоем учитывается путем введения в расчеты его веса, который оказывает здесь давление q, осредненное в пределах ширины призмы выпора.

В бланке задания приведены значения нагрузок, а также вес устоя G, вес фундамента с грунтом на его боковых уступах G₂ и нагрузка Рот веса пролетного строения и веса подвижного состава в пролете моста. Здесь же приведены размеры предлагаемых к расчету типов устоя для различных высот насыпи h и длин примыкающих к устою пролетов моста.

Кроме того, на бланке задания приведена таблица характеристик грунта в насыпи (удельный вес у и угол внутреннего трения ) и грунта в основании устоя (удельный вес у₀, угол внутреннего трения , удельное сцепление с₀), h - высота стенки; d - глубина заложения, значения которых, отмеченные преподавателем, принимаются также в качестве исходных данных к расчетам.

Перечисленные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета устоя

Размеры, см	h	d	c	e	m	k	l 1
Нагрузки	G 1, кН	G 2, кН	P, кН	p ν, кН/м	q, кПа
Грунты	γ, кН/м3	φ	γ 0, кН/м3	с 0, кПа
17,7	22,8	19,7	23,8

Расчет активного и пассивного давлений грунта на сооружение

Давление за устоем называется активным и находится по формуле (2.1):

(2.1)

где z, z ₁ – расстояние от поверхности засыпки до точки, где определяется давление;

γ – удельный вес грунта насыпи, γ=17,7 кН/м;

– коэффициент активного давления, определяемый по формуле (2.2):

(2.2)

Пассивное давление определяется по формуле (2.3):

, (2.3)

где – коэффициент пассивного давления, определяемый по формуле (2.4):

(2.4)

От местной подвижной нагрузки p _ν на призме обрушения давление насыпи на заднюю грань устоя составит некоторое значение σ_ν (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Призмы обрушения и выпора у обсыпного устоя моста, сетки линий скольжения в них, эпюры активного и пассивного давлений

Для удобства расчётов расчленим эпюру пассивного давления на две части:

(2.5)

(2.6)

В эпюре давления грунта на заднюю грань устоя от подвижной нагрузки можно выделить также два участка: с более или менее постоянным значением давления и участок с меняющимися по глубине значениями давления .

Результирующие давления грунта на устой вычисляются по объемам своих эпюр (рисунок 2.2) по формулам:

(2.7)

где - приведенная (средняя по высоте h) ширина устоя в плоскости задней грани, на которую распределяется горизонтальное давление грунта, определяется по формуле (2.8):

(2.8)

(2.9)

(2.10)

(2.11)

где h ₁ – высота, в пределах которой площадь давления имеет переменную ширину (рисунок 2.2), определяется как:

(2.12)

(2.13)

Значения коэффициентов a и a₁, принимаются в зависимости от соответствующих высот h и h ₁ по таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Значения коэффициентов ; a и a₁

Выборка коэффициентов производиться по интерполяции.

При ; при ; при

.

Результирующие считаются приложенными горизонтально и проходящими через центры тяжести эпюр, расположенные на расстояниях от уровня подошвы устоя (рисунок 2.2): для E _а – равном h/3, для – равном d/ 2, для – равном d/ 3, для – определяемое по формуле:

(2.14)

;

для – определяемое по формуле:

(2.15)

Рисунок 1 – Расчетная схема к расчетам устойчивости устоя против сдвига и опрокидывания

Поиск по сайту: