Различие между действительным арочным эффектом и передачей давления через сдвигающие напряжения. Общая «теория клина» Терцаги » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Различие между действительным арочным эффектом и передачей давления через сдвигающие напряжения. Общая «теория клина» Терцаги

07.07.2021

Следует отметить, что термин «арочный эффект» имеет двоякий смысл, так как его иногда используют в тех случаях, когда касательные напряжения, возникающие в толще грунта, способствуют передаче давления от одной части подпорной стенки к другой (см. рис. 10.23). Фактически термины «арочный эффект» и «передача давления через касательные напряжения» не синонимы. Правда, под арочным эффектом подразумевается некоторая передача давления грунта через касательные напряжения, но такая же передача давления может происходить и без какого-либо проявления арочного эффекта. В этой книге использование термина «арочный эффект» будет ограничиваться условиями, когда перераспределение горизонтального давления происходит вследствие его передачи в вертикальной или горизонтальной плоскости двум более жестким контурам, так как арка во всех случаях должна иметь две опоры. Понятие о консольной арке из нежестко связанных зерен — фикция. По этой причине термин «арочный эффект» не будет использоваться в данной работе применительно к передаче бокового давления на грунт, расположенный ниже уровня дна выработки (рис. 10,24,a), a также в других подобных случаях.
Различие между действительным арочным эффектом и передачей давления через сдвигающие напряжения. Общая «теория клина» Терцаги

Для реальной арки параболической формы (см. рис. 10.23), согласно традиционной теории сооружений, справедливы следующие общие зависимости. Для равномерно распределенной вертикальной нагрузки pv вертикальная реакция на опорах равна:

горизонтальная реакция (распор)

Если вертикальная реакция будет погашаться только трением в пяте арки, то

При ф = 30° и tgф=0,577, подставляя значения Rv и Rh из выражений (10.33а) и (10.33б) в выражение (10.33в) и решая его относительно f, получим:

Таким образом, относительно пологая горизонтально расположенная арка может воспринимать свой собственный вес посредством трения у ее пят при условии, что зерна, образуя такую арку, являются жесткими и плотно заклиненными, а также при условии, что пяты арки неподатливы.

Теперь предположим, что одна из следующих друг за другом арок, расположенная на глубине z ниже поверхности грунта, имеет единичное поперечное сечение и несет только свой собственный вес. В этом случае pv=yl3 и при f=0,l5L

В соответствии с рис. 10.16,6 мы можем принять в качестве максимального значения L=0,4H, где H — полная высота выемки. При этом на промежуточной глубине z

Коэффициент бокового давления грунта при гидростатическом законе распределения Ky, выраженный исходя из веса перекрывающих слоев уz, будет равен:

Таким образом, на глубине z=0,1H Ky=3,33; при 2=0,2H Ky=1,66; при z=0,333H Ky=1. Наблюдения за выемками в песках показали, однако, что на этих уровнях давление меньше. Так, например, глубине z=0,2H отвечала величина Ky=1. Это указывает на то, что в случае выемок в песке арочный эффект в горизонтальном направлении не проявляется в полной мере. Для полного его развития в этом направлении необходимо некоторое дополнительное сжатие песка и смещение слагающих его частиц. Часть вертикальной нагрузки передается на нижележащие слои, поддерживающее действие которых может оказаться слабее. В этих условиях арочный эффект проявляется в меньшей степени. Все это является причиной меньших наблюдаемых значений Ky у верха выемки и менее интенсивного их уменьшения по сравнению с выражением (10.33д), которое оказывается справедливым только при полном развитии арочного эффекта в горизонтальном направлении.

Анализ, выполненный ранее Чеботаревым, показал, что реально проявляющийся арочный эффект может лучше объяснить наблюдаемую форму эпюры бокового давления adhj в выемках в песке (рис. 10.24,б), где в толще грунта имеет место только более слабая передача бокового давления за счет касательных напряжений в горизонтальной плоскости (рис. 10.24, С), чем передача нагрузки через вертикально направленные касательные напряжения. Очевидно, что предложенный Хертвигом математический метод анализа, который базируется в качестве допущения на последней схеме передачи нагрузки, имеет в силу этого только абстрактное теоретическое значение. Вместе с тем использование в рассматриваемых целях общей теории клина, разработанной Терцаги, требует произвольного допущения относительно уровня приложенной к стенке равнодействующей бокового давления грунта. Предположения по этому вопросу должны быть обоснованы данными натурных наблюдений. Отсюда представляется более логичным основывать на таких наблюдениях и весь анализ.

Все попытки получить приближающееся к строгому решение проблемы, идя по указанному выше пути, отвергаются практикой из-за невозможности в настоящее время достаточно надежно оценить в количественном выражении роль в перераспределении бокового давления трех возможных факторов: а) реально действующего в горизонтальном направлении арочного эффекта, который ослабляет передачу вертикального давления на нижележащие слои; б) горизонтально направленных касательных напряжений, перераспределяющих боковое давление по высоте подпорного сооружения; в) горизонтальных касательных напряжений, передающих боковое давление на подстилающую толщу грунта (см. рис. 10.24,а). Вероятно, применительно к пескам преобладает первая причина, так как их частицы достаточно жестки, чтобы, взаимно заклиниваясь, образовывать арку в полном смысле этого слова. Каждый, кто пытался освободить грунтонос после отбора образца, знает, что извлечь из грунтоноса песчаный образец почти невозможно, даже прикладывая к нему очень большое усилие. С другой стороны, для удаления из трубы грунтоноса глинистого образца требуется лишь относительно слабое нажатие. Поэтому вероятно, что передача усилия в глинистых грунтах будет преимущественно осуществляться не посредством арочного эффекта, а за счет горизонтальных касательных напряжений в двух возможных вариантах, указанных в пп. «б» и «в».

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: