Расчетно-графическая работа № 15

Тема: «Подпорные стены»

Цель работы:

Определение давления грунта на подпорную стену, расчет подпорной стены.

Студент должен знать:

1. распределение давления сыпучего тела по высоте стен;

2. расчетные предпосылки теории предельного равновесия.

Студент должен уметь:

1. аналитически определять активное давление (распор) и пассивное давление (отпор) сыпучего тела на подпорную стену.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие тела называются сыпучими?

2. Что характерно для сыпучих тел?

3. Какие грунты называются сыпучими? Связными? В чем их отличие?

4. Что такое угол естественного откоса, угол трения, коэффициент трения? Размерность коэффициента трения?

5. Как направлена реакция скользящего тела по отношению к перпендикуляру, проведенному к плоскости скольжения? Где, в каком случае это используется?

6. Назначение подпорных стен.

7. Что называется пассивным отпором грунта?

8. Что называется углом естественного откоса и что такое призма обрушения? Призма отпора?

9. По какой формуле определяется активное давление грунта на заднюю грань стены?

10. По какой формуле определяется интенсивность давления в точке

11. В какой точке высоты стенки приложена равнодействующая давления грунта? От какой грани отсчитывается эта величина? (при отсутствии временной нагрузки).

12. По какой формуле определяется активное давление грунта на заднюю грань подпорной стены при наличии временной нагрузки на призме обрушения.

13.Что такое «приведенная высота» и как она определяется? В какой точке высоты приложена равнодействующая давления грунта и от какой грани эта величина отчитывается?

14. Назовите формулу отпора. На какой высоте приложена равнодействующая отпора?

15. Каким условиям должна удовлетворять правильно запроектированная подпорная стенка?

16. По какой формуле определяется прочность основания при расчете по предельным состояниям.

17.Как проверяется устойчивость стенки против опрокидывания?

18. Как определяется устойчивость стенки против скольжения?

19. Изложите алгоритм расчета подпорной стенки.

20. От чего зависит выбор поперечного сечения подпорных стенок?

Методические указания

Подпорными стенами называют сооружения, предназначенные для удержания грунта или другого сыпучего тела от обрушения или для восприятия напора воды в гидротехнических сооружениях. По конструктивному решению подпорные стены подразделяют на три основных типа: массивные, тонкостенные, шпунтовые.

Массивные подпорные стены – ограждения с поперечными размерами примерно одного порядка по ширине и высоте, которые возводятся из монолитного бетона, кирпича, камня. Устойчивость массивных подпорных стен обеспечивается в основном их собственным весом. В данной работе рассматривается расчет массивных подпорных стен.

Область применения подпорных стен: наружные стены подвалов, береговые устои мостов, набережные рек, ограждения горных дорог, плотины, ограждения выемок. Нагрузкой на подпорную стену считается давление массы грунта, которое удерживается

стеной от обрушения.

Сыпучим телом называется совокупность мелких по сравнению с общим объемом тела твердых частиц более или менее округлой формы.

Идеально-сыпучее тело - сыпучее тело, между частицами которого отсутствуют силы сцепления.

Активным давлением (напором ) грунта называют наибольшее воздействие ,которое может оказать на подпорную стену масса сыпучего тела вместе с расположенной на ней нагрузкой в момент начала смещения стены.

Плоскость скольжения (поверхность обрушения) - это поверхность, по которой одновременно со смещением стены начинает сползать грунт. Призма обрушения (скольжения)- клин сыпучего тела, образованный задней поверхностью подпорной стены и плоскостью обрушения.

Угол внутреннего трения  - угол трения между частицами внутри массы грунта.

Угол трения грунта ₀ - угол между частицами грунта и подпорной стены.

Пример. Рассчитать подпорную стену.

Данные для расчёта:

Глубина заложения фундамента h=2,0 м;

Высота стены Н = 5,0 м;

Объёмный вес кладки γ _кл= 24 кН/м^3;

Коэффициенты перегрузки n=1,1 и 0,9 (для стенки);

Объемный вес грунта γ _гр= 19,5 кН/м³;

Коэффициенты перегрузки n= 1,2 и 0,3 (для грунта);

Угол внутреннего трения грунта φ = 38⁰;

Коэффициент трения кладки по грунту ψ = 0,40

Временная нагрузка на призме обрушения q = 0,8 кН/м²

Грунт основания – песок среднезернистый.