Графический метод определения давления в грунтах на подпорные стенки?
Графоаналитический метод следует рассматривать как универсальный метод, позволяющий получать решения с точностью 2%.
Известный французский исследователь Шарль Кулон впервые получил данное решение при расчете оборонительных укреплений на юге Франции еще в IX веке.
Расчётная схема для определения максимальной величины бокового давления грунта на подпорную стенку по методу Кулона.
Ш. Кулон рассматривал задачу устойчивости массивной подпорной стенки с наклоненной задней гранью АВ и при произвольной конфигурации поверхности грунта за подпорной стенкой (см. схему).
Основные допущения, положенные в основу данного метода расчета:
Поверхность возможного скольжения грунта в момент предельного состояния (АС) – плоская.
Обрушение поверхности скольжения происходит при максимальном давлении грунта на подпорную стенку.
Ш. Кулон рассматривал эту задачу на основе уравнения статики (равновесия) в следующей последовательности:
Вес призмы обрушения АВС – можно найти с любой заданной точностью Q.
По стороне АС со стороны неподвижного грунта, действует реактивное давление R , φо – угол трения между грунтом и поверхностью стенки.
Еα – активное давление грунта на подпорную стенку.
Строим многоугольник сил, который должен быть замкнутым в условиях равновесия, и вычисляем соотношения:
Если известно положение поверхности обрушения АС, которая наклонена под углом a к горизонту, – то легко можно найти Еα. Но поверхность АС, как правило, определена произвольно. Поэтому решаем данную задачу методом последовательных приближений в следующей последовательности (см. схему):
Задаемся несколькими поверхностями скольжения АС1; АС2; АС3; АС4 – и для каждой находим Еα.
Строим многоугольник сил для призм массой Q1, Q2, Q3, Q4.
Получаем огибающую значений Еα.
Проводим касательную и находим Еα max.
Схема построений поверхностей скольжения для определения максимального давления грунта на подпорную стену. При проверке устойчивости подпорной стены возможно дополнительное применение анкеров.
Точность этого графоаналитического метода ≈ 2% - для грунтов, обладающих только трением.
После нахождения максимального давления грунта Еα max на подпорную стенку рассматривается условие равновесия и если это условие не соблюдается, то рекомендуется выполнить дополнительные мероприятия по увеличению устойчивости данного сооружения. Одним из таких методов может быть использование анкеров (см. схему на рисунке).