3329133094

Geoinżynieria

Geoinżynieria drogi mosty tunele

o _r= cN_c + y_t‘b_t-N +y-B'-N    (4)

gdzie:

<p, c — parametry wytrzymałości na ścinanie (kąt tarcia wewnętrznego <p, spójność c) warstwy słabej,

Y - ciężar objętościowy warstwy słabej, y_k - ciężar objętościowy warstwy przykrywającej między powierzchnią terenu a stropem warstwy słabej, h_k — miąższość warstwy przykrywającej,

N_c, N_(|, N_r - współczynniki nośności dla rozwiązania Terza-ghiego zależne od kąta tarcia wewnętrznego.

Niektóre oznaczenia pokazano na schemacie obliczeniowym - rys. 3-

Rys. 3. Nośność podłoża i wyparcie warstwy stabej - schemat obliczeniowy

Obciążenie graniczne o porównuje się ze składową pionową naprężeń a działających na stropie warstwy słabej, określoną wzorem:

°_z ⁼ 0⁺yA⁺tA    (5)

gdzie:

q - równomiernie rozłożone zastępcze obciążenie ruchome, uwzględniające efekty oddziaływań dynamicznych,

y - ciężar objętościowy gruntu w nasypie,

h — wysokość nasypu,

pozostałe oznaczenia, jak wcześniej i na schemacie obliczeniowym (rys. 3)-

Jako wskaźnik stanu równowagi (współczynnik pewności) przyjmuje się wartość:

F, - a_r / a,    (6)

W przypadku uzyskania w obliczeniach wartości wskaźnika równowagi F, < 1 należy spodziewać się powstania niekontrolowanych deformacji podłoża gruntowego łącznie z wypieraniem słabego gruntu spod nasypu.

Ocena możliwości wyciśnięcia warstwy słabego gruntu z podłoża nasypu

Ocenę powstania zjawiska wypierania słabego gruntu spod nasypu można przeprowadzić według sposobu, w którym siłą czynną jest wypadkowa parć na przekrój pionowy warstwy gruntu słabego pomiędzy przekrojami a-a i c-c, zaznaczonymi na rys. 3- Różnicę wypadkowych sił składowej poziomej o_x

parć geostatycznych AE_X określa wzór:

AE* = E_xl-Exp= j(<rxL -<^Txp)‘k    O)

Wartości naprężeń er wyznacza się przy założeniu, że uplastyczniony grunt warstwy słabej zachowuje się jak ciecz, dla której można przyjąć współczynnik parcia geostatycznego K₀ “ 1- Stąd:

(8)

gdzie:

a, - składowa pionowa naprężeń wyznaczonych według wzoru (5) odpowiednio w przekrojach pionowych a-a i c-c (rys. 3).

Natomiast siłą bierną jest opór na ścinanie uplastycznionego ośrodka gruntowego wzdłuż stropu i spągu warstwy słabej. Wartość siły biernej C określa się przy założeniu, że w ośrodku gruntowym nie występuje tarcie wewnętrzne (kąt tarcia wewnętiznego <p jest nieznaczny), a opór ścinania pochodzi jedynie od składowej kohezji - spójności c. Zatem siłę bierną C określa zależność:

Oc-L-lmb    (9)

gdzie:

L - odległość pomiędzy przekrojami pionowymi a-a i c-c.

W tym przypadku wskaźnik stanu równowagi (współczynnik pewności) „F2” określa wzór:

F₂ = 2 C / AE^    (10)

Spełnienie nierówności F₂ < 1 oznacza wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska wypierania słabej warstwy z podłoża budowli ziemnej.

Analiza pseudostatyczna oddziaływań dynamicznych (para-sejsmicznych)

Obciążenie dynamiczne w pseudostatycznej analizie stateczności skarp budowli ziemnych można uwzględnić poprzez przyjęcie dodatkowego stałego obciążenia, które jest proporcjonalne do masy potencjalnie niestatecznej bryły klina odłamu. W przypadku trzęsień ziemi praktyka inżynierska najczęściej ogranicza się do przyjęcia tylko dodatkowej składowej poziomej, której wielkość w każdym z bloków obliczeniowych określa się za pomocą współczynnika dynamicznego. W omawianym przypadku przeprowadzono pełną analizę, uwzględniając wpływ dodatkowych dwóch sił składowych, poziomej i pionowej, zgodnie z rys. 4. Wartości siły poziomej F₍₁ oraz pionowej F_v określają wzory:

F_h = ma_H =W-^^ = k_H W    (lla)

g

F_v =ma_v = W^^L = k_vW    (llb)

g

gdzie:

39

lipiec - wrzesień | 3 / 2013 [44]