Натиск на почвата върху огради

Проучванията показват, че натискът на почвите върху подпорните стени в различни инженерни конструкции зависи от свойствата на почвите за обратно насипване, промените в тези свойства във времето и големината на възможните премествания на стените.

Ако стената остане неподвижна, тогава натискът върху нея ще бъде равен на страничните напрежения в почвата при условията на задачата за едномерно компресиране.

Натискът върху подпорната стена от засипката се нарича активен.

Фиг. 9.2. Схема на активен натиск върху неподвижна стена.

- коефициент на странично налягане. - Коефициент на Поасон.

Дадените условия за развитие на активен почвен натиск са типични за масивни вкопани конструкции. Стойностите на коефициентите на странично разширение ν според N.A. Цитович: чакълеста почва - 0,12 ... 0,17; пясък - 0,17 ... 0,29; пясъчна глинеста почва - 0,21 ... 0,29; пластмаса - 0,30 ... 0,37; пластична глина - 0,36 ... 0,40; глина и глинеста полутвърда 0,10 ... 0,20.

Фиг. 9.3. Схема на активен натиск върху неподвижна подпорна стена от локално натоварване.

Под действието на локални натоварвания, величината на хоризонталните налягания върху неподвижна стена се определя с помощта на метода на изображението. Същността на метода е да се осигурят нулеви хоризонтални премествания на точки от повърхността на стената (εх=0). Такива условия в проектната схема се постигат чрез прилагане на условно симетрично разположено натоварване спрямо проектното лице на стената: .

Стойността на натоварването върху площта на правоъгълник с ограничени размери се изчислява чрез елементарния метод на сумиране, като се използва концентриран разтвор за разтоварване. Действащият товар се заменя условно с еквивалентни концентрирани сили в центърана разпределените площи с размери Стойността на натоварванията по дължината на лентата се определя по формулата:

В повечето практически ситуации с инженерни конструкции подпорните стени получават премествания с различни размери, което осигурява намаляване на активния натиск.

а)	б)	в)
г)	д)	е)

Ориз. 9.4. Схема на развитие на активен и пасивен натиск върху подпорната стена.

а - подпорната стена е фиксирана; b - подпорната стена се измества под действието на натиск на почвата, като се поддържа вертикално положение; c - подпорната стена се измества чрез завъртане спрямо петата; d - подпорната стена е изместена към земята - пасивно съпротивление; e - диаграми на активни почвени налягания за случай на изместване a, b, c и пасивни отпори за случай на изместване на стената d; e - зависимостта на промените в активните налягания и пасивните налягания на почвата от големината на преместванията на стените.

На фиг. 9.4 (a и e) показва диаграма на положението на почвата и графика на активните налягания при липса на премествания на стените. Стойността на активния натиск на почвата в покой е максимална.

При паралелно изместване на стената (фиг. 9.4. b, e, f) активните налягания намаляват, минималните им стойности се постигат при относително малки премествания

Когато стената се измести чрез завъртане в посока на активните налягания

(фиг. 9.4. c, e, f) активното налягане намалява при относително малки премествания на върха му. В този случай обемите на диаграмите за случаите на преместване b и c са приблизително равни.

Когато стената е изместена към земята, пасивните отпори се увеличават с увеличаване на изместването. Стойността на денивелацията преди началото значително надвишава стойността на денивелацията преди началото, което е свързано с развитието на първоначалните процеси на уплътняване на почвата, ислед това развитието на срязващи деформации.

При практическите изчисления на натиска на почвата върху подпорните стени се използва моделът на Кулон.

1. Плъзгащите се повърхности в земята са плоски;

2. Колапсната призма съответства на осигуряване на максимална стойност на активния земен натиск.

Най-големите грешки в решението на Кулон са дадени при определяне на пасивните отблъсквания на почви с ъгъл на вътрешно триене φ≥ 15 0, като се вземе предвид триенето на почвата срещу грапавата повърхност на стената (f0= tgδ). Таблица 9.1 показва сравнителните резултати от изчисляването на пасивните налягания на грапави стени, използвайки модела на Кулон и решенията на теорията на граничното равновесие

- коефициент на пасивно съпротивление на почвата.

φ, град	Стойности λp.
И двата метода	Решения на Ш. Кулон	Решения на теорията на граничното равновесие (V.V. Sokolovsky)
δ= 0	δ=φ	δ=φ	δ= 3φ/4	δ= 2φ/3	δ= φ/2	δ= φ/4
1.42	1.7	1.63	1.61	1.59	1.58	1.50
1.70	2.32	2.13	2.09	2.05	2.00	1,99
2.04	3.31	2,86	2.78	2.68	2.51	2.29
2.46	5.08	3,94	3.71	3.58	3.30	2,87
3.00	8.74	5.64	5.05	4.82	4.39	3.70
3,69	18.80	8.44	6,97	6.60	5,88	4.77
4.6	70,90	13.3	9,80	9.21	8.10	6.35

За да се опростят инженерните изчисления на пасивния натиск върху почвата, на практика е обичайно да не се взема предвид влиянието на силитетриене между почвата и подпорната стена δ= 0. Ако е необходимо да се вземат предвид силите на триене, можете да използвате таблица 9.1.

Изчисляване на активен натиск на рохкави почви върху подпорни стени с плоски повърхности на срязване.

а) масивна стена

б) ъглова стена

Ориз. 9.5. Схема за определяне на активния натиск на некохезионна почва върху подпорна стена.

хоризонтална компонента на почвения натиск; вертикален компонент на почвения натиск; ъгълът на наклона на задната повърхност на стената към вертикалата, взет със знака "+", когато се отклонява по посока на часовниковата стрелка; за ъгли на стена ε=θ0 ; ъгълът на триене на почвата при контакт със стената се приема за стени с повишена грапавост (например гофрирана повърхност), равна на φ, със специално обработена грапава повърхност 0,5φ, в други случаи 0; ρ е ъгълът на наклона на повърхността на почвата спрямо хоризонта, взет със знак плюс, когато генераторната повърхност на повърхността се отклонява нагоре; образуваща на колапсната призма; φ е ъгълът на вътрешно триене на почвата.

Стойността на компонентите на активното налягане от собственото тегло на почвата се определя от:

коефициент на хоризонталната компонента на активния почвен натиск.

При

произтичащите сили от хоризонталните и вертикалните компоненти на активния почвен натиск на 1 m по дължината на стената.

За практически изчисления се взема максималната стойност на специфичното тегло на почвата за засипване зад стената.

Изчислените стойности на специфичната адхезия на почвите се приемат като ъгъл на вътрешно триене за рохкави почви за кохезионни почви. За различни конструкции и условия на строителство трябва да се уточнят стойностите на проектните характеристики на почвата. За насипна почва, но не повече.

Изчисляване на активния натиск на кохезионна почва върху подпорни стени за плоски повърхности на срязване.