Визначення фільтраційних напружень

a) визначення інтенсивності фільтраційної сили в грунтовому масиві:

Нижче рівня грунтових вод на мінеральну частку діє Архімедова сила А. Ця сила рівна гідростатичній силі води і направлена уверх. Крім цієї сили, внаслідок різниці напорів діє фільтраційна сила Ф, яка направлена по лінії току S (рис. 3.21). При дії фільтраційної сили Ф у скелеті грунту виникає гальмуюча сила Т: Т=-Ф.

Для визначення інтенсив-ності фільтраційної сили Ф виріжемо за напрямком лінії току елементарну трубку довжиною dS і поперечним перерізом F (рис. 3.22).

На кінцях трубки діє сила тиску води інтенсивністю PF, з протилежного кінця . У середині трубки діє сила ваги води в порах, яка рівна , і сила, яка обернена Архімедовій: , де - питома вага води, рівна 10 ; n – об’єм пор в одиниці об’єму; m - об’єм твердих частин в одиниці об’єму: m+n=1.

`

Рис. 3.22

Крім того, в середині трубки діє об’ємна гальмуюча сила TFdS. Для визначення інтенсивності фільтраційної сили Ф=-Т запишемо рівняння рівноваги за напрямком лінії току S:

, (3.28)

, (3.29)

,

. (3.30)

У виразі (3.30) значення тиску Р і напору z можна віднести до однієї часткової похідної, тоді вираз (3.30) запишемо:

, (3.31)

. (3.32)

Враховуючи (3.31), (3.32) можна записати інтенсивність фільтраційної сили за напрямком лінії току S:

. (3.33)

Інтенсивність фільтраційної сили за напрямком лінії току S відносно осі Х:

. (3.34)

Інтенсивність фільтраційної сили за напрямком лінії току S відносно осі Z:

. (3.35)

б) визначення напружень в грунтовому масиві з урахуванням фільтраційних сил.

Для визначення фільтраційних напружень використаємо модель лінійно-деформованого тіла і запишемо рівняння напруженого стану з урахуванням фільтраційних сил:

- рівняння нерозривності. (3.36)

Врахуємо, що напір (Н) задовільняє рішенню рівняння Лапласа, тобто =0.

У багатьох випадках для визначення фільтраційних напружень використовують метод В.А. Флоріна, в основі якого лежить введення фіктивного навантаження (рис. 3.23).

. (3.37)

Рис. 3.23

Питання для самоконтролю:

1. Охарактеризуйте фази напружено-деформованого стану грунту.

2. Як визначаються напруження в грунтовому масиві від дії зосередженої сили?

3. Як визначаються напруження в грунтовому масиві методом центральних точок?

4. Як визначаються напруження в грунтовому масиві методом кутових точок?

5. Як визначаються напруження від власної ваги грунту?

6. Що таке активний і пасивний тиск грунту на споруду?

Поиск по сайту: