РазделIi

1. Определение активного давление грунта на подпорную стену.

Определение активного давления грунта на подпорную стенку заключается в расчете и построении эпюры активного давления на стенку от действия собственного веса грунта и внешних нагрузок, указанных в задании. Для решения этой задачи следует установить характерные точки по высоте стенки: на уровне поверхности грунта, на уровне горизонта грунтовых вод, на границе грунтов и на уровне нижней отметки стенки. Затем вычислить значения активного давления в каждой из указанных точек и построить эпюру.

Расчётную схему и эпюры активного давления на стенку от действия собственного веса грунта и внешних нагрузок смотреть в Приложении 2.

Таблица 5 – Характеристика грунтов.

№ слоя	Толщина слоя h, м	Плотность частиц ρs, т/м3	Плотность грунта ρ, т/м3	Влажность W	Угол внутреннего трения φ, градус	Сцепление с, тс/м2	Уровень грунтовых вод а, м
1	6,0	2,68	1,76	0,13	32	0,0	6,0
2	7,0	2,73	1,95	0,15	22	1,8

, (6)

где σ_x–

σ_z– бытовые напряжения, тс/м²

φ – угол внутреннего трения, градус

с – сцепление, тс/м²

Плотность грунта во взвешенном состоянии определяется по формуле (7).

ρ_взв= ρ_d– ρ_вm, (7)

где ρ_взв– плотность, т/м³;

ρ_d– плотность грунта в сухом состоянии, т/м³;

ρ_в= 1 т/м³– плотность воды;

m–

Плотность грунта в сухом состоянии определяется по формуле (8).

, (8)

где ρ_ест– плотность грунта в естественном состоянии, т/м³;

W – влажность грунта.

; (9)

1.1 Расчёт активного давления на стенку от действия собственного веса грунта

Плотность грунта 2 во взвешенном состоянии вычисляется по формулам (7)-(9). В результате расчётом получили: ρ_d2= 1,7 , т/м³;

m= 0,87;

ρ_взв2= 0,83 т/м³.

Характерные точки:

Точка 1 – точка на поверхности грунта (грунт 1)

σ_z1= ρ_1естz;

z– заглубление точки. Точка 1 лежит на поверхности грунта, т.е.z= 0

Точка 2 – точка на границе грунтов (грунт 1)

σ_z2= ρ_1естz;

Точка 2 лежит на глубине h₁= 6 м, т.е.z= 6

Точка 2’ – точка на границе грунтов (грунт 2)

σ_z= ρ_1естz;

Точка 2’ лежит на глубине h1 = 6 м, т.е.z= 6

Точка 3 – точка на уровне горизонта грунтовых вод (грунт 2)

σ_z3= ρ_1естh₁+ ρ_2ест(h₂– а);

а – уровнь горизонта грунтовых вод,м. а = 6 м.

h₂– мощность слоя 2 грунта.h₂= 7 м.

Точка 4 – точка на уровне нижней отметки стенки (грунт 2).

σ_z4= ρ_1естh₁+ ρ_2ест(h₂– а) + ρ_2взва;

Результаты расчёта приведены в таблице 6. По полученным результатам строим эпюру активного давления на стенку от действия собственного веса грунта (Приложении 2).

Таблица 6 – Результаты расчета активного давления на стенку от действия собственного веса грунта σ_x, тс/м²

точка	σz , тс/м2	σx , тс/м2
1	0	0
2	10,56	3,24
2'	10,56	2,38
3	12,51	3,26
4	17,47	5,52

1.2.Расчёт активного давления на стенку от действия внешних нагрузок.

Таблица 7 – Характеристики действующих нагрузок.

q, тс/м	P тc	b1, м	b2, м	b3, м	b4, м
7,0	6	2	2	3	5

Значения активного давления на стенку от действия внешних нагрузок вычисляются по формуле (10).

(10)

Рассмотрим 4 случая действия дополнительной нагрузки:

1. Нагрузка равномерно распределена по всей поверхности грунта.

2. Равномерно распределённая нагрузка действует по всей поверхности грунта на некотором расстоянии b₁от стены сооружения.

3. Равномерно распределённая нагрузка действует на ограниченной b₃поверхности грунта на некотором расстоянииb₂от стены сооружения.

4. На некотором расстоянии b₄от стены сооружения к грунту приложена сосредоточенная сила Р.

В данном случае активного давления на стенку вычисляется по формулам (11).

Полученные значения приведены в таблице 8.

(11)

Таблица 8 – Значения активного давления σ_xна стенку от действия внешних нагрузок, тс/м²

Случай нагружения		1	2	3	4
точка	σz, тс/м2	σx, тс/м2	σx, тс/м2	σx, тс/м2	m, тс/м2
1	7	2,15	-	-	-
2	17,56	2,15	2,15	-	1,72
2'	18,7	3,18	3,18	-	1,72
3	19,51	3,18	3,18	-	-
4	24,47	3,18	3,18	-	-
a	-	-	0,00	0,00	-
b	-	-	2,15	2,15	-
c	-	-	-	2,15	-
d	-	-	-	-	0,00
e	-	-	-	-	0,00

Эпюры активного давления σ_xна стенку от действия внешних нагрузок и эпюра суммарного активного давления (от действия собственного веса грунта и внешних нагрузок) представлены в Приложении 2.