CCF20130221061

11 w u g ii: Obliczona w len sposób siła jest silą poziomą niezbędną do realizacji zadanego ruchu poziomego. Ponieważ metoda równowagi bloków i metoda energetyczna są równoważne, silu /’ musi być równa składowej poziomej siły wyliczonej w metodzie równowagi bloków (siła wypadkowa reakcji R i C ). W dyskutowanym przypadku (ściana pionowa) musi być ona równa składowej poziomej reakcji R .

6.1.3. Uwarunkowania metody

Obie metody wyznaczania siły potrzebnej do uruchomienia założonego mechanizmu: równowagi bloków i energetyczna, są równoważne i uzyskane przy ich pomocy wyniki muszą być takie same. Należy zwrócić uwagę, iż w przedstawionych powyżej przykładach określano reakcję R* (metoda równowagi bloków) i siłę poziomą P (metoda energetyczna).

Przyjęty mechanizm deformacji jest dowolny i musi jedynie spełniać warunki kinematyczne. Poszukujemy jednakże mechanizmu dającego najniższe oszacowanie siły niezbędnej do jego uruchomienia gdzie istotną rolę odgrywa doświadczenie osoby oraz badania eksperymentalne.

W przedstawionym na rysunku 12.7 zagadnieniu założono poślizg wzdłuż jednej linii poślizgu, która może być dowolnie nachylona (kąt a). W rozwiązaniu poszukujemy kąta a, któiy daje najniższe oszacowanie siły P. Można to zrobić numerycznie (dla bardziej złożonych zagadnień) lub analitycznie określając minimum pochodnej funkcji względem a.

6.2. Przebieg doświadczenia dla zagadnienia napom pionowej ściany 6.2.1. Cel badań

( ciem badań jest określenie krytycznej siły poziomej niezbędnej do poziomego przesunięcia idealnie gładkiej, pionowej ściany (c* = 0, <p* = 0) oraz mechanizmu zniszczenia (rys. 12.8) dla ośrodka określonego następującymi parametrami: ę = 24°

i y= 18,4 kN/m³, a następnie porównanie wyników z rozwiązaniem kinematycznie możliwym i statycznie dopuszczalnym, przy założeniu pojedynczej linii poślizgu.

Rys. 12.8. Schemat doświadczenia

6.2.2.    Stanowisko Innlitwr/r

Badania prowadzono są w płaskim stanie odkształcenia przy użyciu specjalnego stanowiska badawczego ośrodka modelowego, które szczegółowo zostało opisane i przedstawione w punkcie 6 (rys. 12.6).

6.2.3.    Wykonanie doświadczenia

Pojemnik (1) (lys. 12.6) przesuwamy, włączając silnik, tak by ściana pionowa (8) znalazła się w jego połowie. Na ścianę (8) kładziemy płytkę teflonową mającą na celu zmniejszenie tarcia (c = 0, (p = 0). Następnie, poczynając od dolnej krawędzi pionowej ściany, do pojemnika warstwami o grubości = 50 mm zasypujemy ośrodek (cztery warstwy). Każdą warstwę zagęszczamy przy pomocy ubijaka (12, 13) kładąc go na powierzchni zasypanej warstwy a następnie zrzucając z wysokości 150 mm w następujący sposób:

-    pierwsza warstwa dwukrotnie,

-- druga warstwa trzykrotnie,

-    trzecia warstwa czterokrotnie,

-    czwarta warstwa pięciokrotnie.

Materiał zagęszczamy na długości co najmniej równej czterem długościom ubijaka. Przy kładzeniu ubijaka należy przestrzegać, aby zachodził on na część już ubitą o stałą wartość 5 mm. Procedura ta zapewnia jednorodność ośrodka w badanym obszarze. W ten sposób wypełniamy pojemnik do wysokości ściany AB (rys. 12.8), którą mierzymy. Na powierzchni ośrodka, w odległości od pionowej ściany równej 500 mm, szufelką nabieramy materiał do głębokości ok. 25 mm i mierzymy przy pomocy ścinarki obrotowej spójność c.

Następnie, włączając silnik, przesuwamy ze stałą prędkością pojemnik (1) w kierunku ściany pionowej (ruch jest odwrócony - ściana stoi nieruchomo, a przesuwa się ośrodek) obserwując siłę działającą na ścianę oraz deformację ośrodka. W momencie powstania mechanizmu poślizgu rejestrujemy krytyczną siłę poziomą P (w tym ośrodku po uruchomieniu mechanizmu poślizgu wartość siły poziomej spada), a następnie zatrzymujemy ruch pojemnika. Na przezroczystej kalce (z zaznaczonym układem odniesienia x-y) rysujemy linią ciągłą zarys pionowej ściany, zarys powierzchni swobodnej oraz linię poślizgu ośrodka (rys. 12.8).

Zakładając, iż mechanizm zniszczenia dla zagadnienia naporu ściany polega na ruchu sztywnego bloku wzdłuż linii prostej (płaszczyzny wychodzącej z dolnej krawędzi ściany) oraz korzystając z metody równowagi bloków i z metody energetycznej (omówionych powyżej) określamy poziomą siłę krytyczną P (równanie 2 i 4) dla następujących stałych materiałowych: <J> = 24°, y- 18.4 kN/m³, c =.......kN/m³ (war

tość wyznaczona ekspeiymentalnie), c* = 0, <p= 0, oraz wymiarów skarpy: szerokość skarpy = 320 mm, wysokość ściany AB (rys. 12.8).

Korzystając z zależności (12.15) lub (12.22) wyznaczamy, dla zadanego mechanizmu poślizgu, analitycznie (lub numerycznie - wykres) kąt a = a_mj_n, dla któ-1 1Q