6 Тиск на вертикальну підпірну стінку

Визначимо тиск на вертикальну грань підпірної стінки який виникає під дією власної ваги ґрунтової засипки з щільністю ґрунту ρ і рівномірно розподіленим навантаженням q на поверхні засипки.

Стінка підтримує ґрунт, що прагне зсунути і повернути стінку вбік від нього. На стінку діє тиск з боку ґрунту, що називають активним. Припустимо, що задня грань стінки гладка, тобто знехтуємо тертям між стінкою і ґрунтом. Тоді можна вважати, що тиск ґрунту на стінку спрямовано горизонтально.

При невеликому зсуві стінки ґрунт одержить поперечне розширення і в ньому наступить стан граничної рівноваги. У цьому стані він утримується від сповзання стінкою. Визначимо тиск на стінку в залежності від глибини.

В иділимо поблизу стінки призматичний елемент довжиною 1м (у напрямку перпендикулярному площині креслення) із трикутним поперечним перерізом. Так як стінка гладка, по вертикальній грані елемента немає дотичного напруження, тобто горизонтальні і вертикальні нормальні напруження є головними. Ясно, що вертикальне напруження більше горизонтального. Значить, і потрібно знайти . Умова міцності ґрунту по найбільш небезпечній площині в будь-якій точці засипки у формі нерівності вирішеної відносно σ₃, визначається :

П ри невеликому горизонтальному переміщенні стінки виникає гранична рівновага, тобто σ₃ зменшується до величини умови граничної рівноваги

в момент зсуву

12 В залежності від призначення споруди допустимі навантаження на грунт установлюють:

Виходячи з несучої здатності грунту;
Виходячи із заданої величини переміщення споруди.

В першому випадку виходять із граничної рівноваги грунту на зсув або обмежують розміри області граничного (пластичного) стану грунту в масиві.

В другому випадку виходять із експлуатаційних вимог відносно переміщення споруд (наприклад, вважать, що накопичене пластичне переміщення поверхні дорожнього покриття не повинно перевищувати деяку величину; обмежують осідання фундаменту під опорою моста, особливо нерозрізного).

14.На кривій w(p) залежності переміщення від тиску визначають три ділянки, які відповідають трьом фазам роботи грунту: І – фаза ущільнення, ІІ – фаза місцевих зсувів; ІІІ – фаза вичерпання несучої здатністію. В І-й фазі відбувається ущільнення грунту під дією зовнішніх навантажень в умовах забезпеченої стійкості основи. В ІІ-й фазі зі збільшенням тиску, крім ущільнення грунту, в краєвих зонах під контурами навантаженої площини з’являються пластичні області, всередині яких дотичні напруження від навантаження дорівнюють граничному опору зсуву (зони місцевих зсувів).

При злитті зон місцевих зсувів з подальшим збільшенням тиску під навантаженою площиною створюється ущільнене ядро. В ІІІ фазі - це ядро, просуваючись вглибину, подібно клину розсовує грунт, формується поверхня сковзання, по якій грунт зміщується і раптово відбувається випирання в один із боків.

Між трьома фазами роботи грунту є дві менші: pкр і pгр. Критичний тиск pкр встановлюють в залежності від допустимої максимальної глибини поширеня Zm пластичної зони. Якщо взагалі не допускати розвитку зон граничної рівноваги в грунті, то слід вважати глибину Zm=0 і цьому відповідає початковий критичний тиск на грунт pкрпоч Він є цілком небезпечним. У будівельних нормах і правилах допускається розвиток пластичних зон до глибини, яка становить 1/4 найменшого розміру завантаженої площадки (1/4 ширини фундаменту): . Виходячи з цього в нормативних документах встановлено допустимий тиск на грунт. Граничний тиск pгр відповідає формуванню в грунті клиноподібного ядра, що розпирає грунт у боки. Для смугового навантаження (плоска задача),

якщо знехтувати внутрішнім тертям грунту, тобто вважати =0 ( це допустимо при <7%), то і Ргр можна визначити за формулами pкрпоч=C+q(1) p_гр=(2+)C+q(2)

Де С – питоме зчеплення в законі Кулона;

q – бокове вертикальне привантаження.

Допустимий вертикальний тиск на грунт, встановлений виходячи з його несучої здатності , знаходиться між p_кр^почі p_гр. При дозвільних : критичний тиск (М.П.Пузиревський – М.М. Герсеванов, 1929р)