PARCIE GRUNTU. Przykłady obliczeniowe. Zadanie 1.

Transkrypt

1 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V Zadani. PARCIE GRUNTU Przykłady obliczniow Przdstawion zostały wyniki obliczń parcia czynngo i birngo (odporu) oraz parcia spoczynkowgo. Założono następując warunki gruntow Rys.. Warunki gruntow do zadania. Dla podanych na rys. warstw gruntu właściwości taki jak: ciężar objętościowy, kąt tarcia wwnętrzngo, spójność, wilgotność oraz ciężar objętościowy szkiltu gruntowgo okrślono todą B (φ, c) na podstawi nory PN-8/B-000. Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow

2 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V warstwa : Pg, I L 0,4 0,59 /, φ 4,5, c 5 kpa, w 6 %, s 5,98 / warstwa : Ps, I D 0,5 (wilgotny) 8,4 /, φ,0, c 0 kpa, w 4 %, s 5,98 /, ciężar objętościowy gruntu z uwzględnini wyporu wody obliczono na podstawi nory PN-86/B Grunty budowlan. Okrślnia, sybol, podział i opis gruntów. gdzi w 9,8 / obliczni porowatości n przprowadza się wzor s n ( w) ( w) s ( n)( ) () 5,98 5,98 s w ( 0,4 ) ( 0,4 ) 8,4 0,88 () Podstawiając do wzoru () otrzyuj się (-0,88)(5,98-9,8) 9,90 / warstwa : Ps, I D 0,7 (wilgotny) 8,6 /, φ 4,, c 0 kpa, w %, s 5,98 /, korzystając z wzoru () 5,98 n 5,98 ( 0, ) ( 0, ) 8,6 0,6 stosując wzór () wyznacza się (-0,6)(5,98-9,8) 0,45 / Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow

3 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V. Oblicznia parcia czynngo. Wg PN-8/B-000 Ściany oporow Oblicznia statyczn i projktowani wzór (5) współczynnik parcia czynngo graniczngo wynosi: Dla rozpatrywango przypadku na rys. przyjęto pionową ścianę (β 0), pozioy nazio (ε 0) oraz zrowy kąt tarcia gruntu o ścianę (δ 0) oraz grunt jst noralni skonsolidowany. następująco Współczynniki parcia czynngo dla poszczgólnych warstw wdług wzoru (5) wyglądają o ( 0 4,5 ) cos o a 0,600 tan 45 sin ( ) ( 4,5 0) sin( 4,5 0) cos 0 cos 0 0 cos( 0 0) cos( 0 0) o ( 0,0 ) φ cos o φ a 0,95 tan 45 sin ( ) (,0 0) sin (,0 0) cos 0 cos 0 0 cos( 0 0) cos( 0 0) o ( 0 4, ) cos o a 0,80 tan 45 sin ( ) ( 4, 0) sin( 4, 0) cos 0 cos 0 0 cos( 0 0) cos( 0 0) φ Obciążni naziou ożna zainić wg wzoru (6) PN-8/B-000 na zastępczą wysokość warstwy gruntu: 0 h z 0, 49 0,59 Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow

4 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V Obliczay wartości jdnostkowgo parcia czynngo, graniczngo biorąc pod uwagę obciążni naziou, spójność i uwarstwini gruntu. Punkt (), z 0,0 a ( z hz ) a c a 0,59( 0 0,49) 0, ,600, 67 Punkt (), z,5 a ( z hz ) a c a 0,59(,5 0,49) 0, ,600 4, 5 a ( z hz ) a 0,59(,5 0,49) 0,95, 09 Punkt (), z,5 a [ ( h hz ) z] a [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0] 0,95 7, 44 Punkt (4), z,0 ( h hz ), z a a4 0 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5] 0,95 8, 4 ( ) 90 a W punkci 4 (rys.) występuj dodatkowo parci wody, któr a początk w punkci pw 4 w z 9,8 0,5 4, 9 Całkowit parci w punkci 4 wynosi: a 4 a4 ( ) pw4 8,90 4,9, 8 ( h hz ), z a a4 ( ) 0 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5] 0,80 7, 4 ( ) 94 a a 4 a4 ( ) pw4 7,94 4,9, 85 Punkt (5), z 5,0 ( h hz ),0 0, z a a5 ( ) 5 a 5 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5 0,45,0] 0,80, 79 ( ) Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 4

5 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V pw 5 w h 9,8,5 4, 5 a 5 a p 5( ) w5,79 4,5 48, Punkt (6), z 9,0 ( h hz ),0 0, z a a6 ( ) 5 a 6 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5 0,45 6,0] 0,80 5, 49 ( ) Poniważ od strony wykopu występuj równiż woda na pozioi dna wykopu, to parci wody od punktu 5 będzi iało stałą wartość. p p w6 w5 a 6 a p 6( ) w5 5,49 4,5 60, 0 -,7-4,5,09,09 4 7,44 8, 90 4,9 7, 94 7,44,8, 85 5,79 4,5 48, 49, 0 Wykrs odporu graniczngo 6 5,49 Wykrs parcia graniczngo, czynngo 4,5 60,0 Wykrs parcia wody Suaryczny wy krs p arcia czynngo g runtu i wody Rys.. Wykrsy parcia czynngo, parcia wody i odporu graniczngo. Obliczni wypadkowych parcia gruntu:,09 7,44 E a,0 4, 77 b Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 5

6 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V 7,44 8,90 E a 0,5 9, 09,85 5,49 E a 6,0 75, 0 b b Zwraca się uwagę, ż ujnj części wykrsu parcia gruntu ni uwzględnia się w obliczniach parci gruntu ni oż ić wartości ujnj!!! Wykrs parcia czynngo gruntu i parcia wody przdstawiono na rys.. Dodatkowo na rys. uiszczono suaryczny wykrs parcia i odporu gruntu.. Oblicznia parcia birngo (odporu). Wg PN-8/B-000 Ściany oporow Oblicznia statyczn i projktowani wzór (9) współczynnik parcia birngo graniczngo wynosi: Dla rozpatrywango przypadku: pionowa ściana (β 0), pozioy nazio (ε 0) oraz zrowy kąt tarcia gruntu o ścianę (δ 0), grunt jst noralni skonsolidowany. Zat współczynnik parcia birngo dla warstwy wdług wzoru (9) wyglądają następująco o ( 0 4, ) cos p,567 tan 45 φ o sin ( ) ( 4, 0) sin( 4, 0) cos 0 cos 0 0 cos( 0 0) cos( 0 0) Obliczając jdnostkowy rozkład odporu posługujy się zalcniai nory PN-8/B-000 korzystając z wzoru (7): w który: η - współczynnik korkcyjny uwzględniający błąd, jaki popłnia się przyjując płaską powirzchnię klina odłau (tabl. 4). Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 6

7 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V Współczynnik korkcyjny η okrślono na podstawi nory z tablicy 4. Współczynnik tn dla gruntu nispoistgo spoczywającgo po stroni wykopu (rys.) wynosi η,0. Punkt (6), z 9,0 Jdnostkowy odpór w punkci 6 wynosi p Wypadkowa odporu wynosi: ( 4,0 0),567,0 49, 0 6,0 0,45 E p 0,45 4,0,567 98,0 / kpa. Parci spoczynkow. Mtoda I Jaky go 0 sin4,5 0,750 0 sin 0,455 0 sin4, 0,48 Obliczni parcia jdnostkowgo uwzględnia obciążni naziou oraz uwarstwini gruntu. ( z h ) 0 0,59( 0 0,49) 0,750 7, z 0 57 Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 7 ( z h ) 0 0,59(,5 0,49) 0,750 0, 0 7 z ( z h ) 0 0,59(,5 0,49) 0,455 8, 0 64 z [ (,5 h ) z] 0 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0] 0,455 6, z ( ) 0 z (,5 h ), z 0 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5] 0,455 9, 04 ( ) 5 parci wody w punkci 4 jst taki sa jak przy obliczniach parcia czynngo ( ) p 4 9,5 4,9 4, 06 w 04 ( ) 0 z (,5 h ), z 0 [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5] 0,48 8, 04 ( ) 06

8 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V ( ) pw 4 8,06 4,9, 97 (,5 h ),0 0, z 0 05( ) 5 z [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5 0,45,0] 0,48 7, 05 ( ) 05 p 05( ) w 5 7, 4,5 6, 74 (,5 h ),0 0, z 0 06( ) 5 z [ 0,59(,5 0,49) 8,4,0 9,90 0,5 0,45 6,0] 0,48 55, 06 5 ( ) Poniważ od strony wykopu występuj równiż woda na pozioi dna wykopu, to parci wody od punktu 5 będzi iało stałą wartość. w p ( ) 5 55,5 4,5 80, 05 W clu okrślnia wypadkowych skorzystano z wzoru (.5) 7,57 0,7 E0,5 8, 7 8,64 6,90 E0,0, 77 b b 6,90 9,5 E0 0,5 4, 0 b 8,06 55,5 E04 6,0 50, 74 b E0 E0 E0 E0 E04 8,7,77 4,0 50,74 6, 5 b Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 8

9 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V Zadani. Wyznaczyć rozkład parcia jdnostkowgo, graniczngo, czynngo (wykrs) wzdłuż ściany szczlinowj. Obliczyć wartość wypadkowj siły pozioj działającj w warstwi iłu. Przyjąć kąt tarcia gruntu o ścianę δ 0. Pr 9 /c φ ; q 45 kpa,5 I 0 /c 6 φ 8 ;,5 c 40 kpa Pd 6 /c φ 0 ; W ogólny przypadku wartość jdnostkowgo parcia graniczngo wynosi: a q i h i a c a Warstwa : piask gruby o o a tan 45 tan 45 0,07; Warstwa : ił φ o o 8 a tan 45 tan 45 0,756; φ Warstwa : piask drobny o o 0 a tan 45 tan 45 0,. φ Punkt : q z c ( ) 0, 07,8 kpa dla gruntu a ( ) a a Punkt : granica warstw iędzy gruntai i dla gruntu a ( q h ) a c a ( 45 9, 5) 0, 07 dla gruntu a ( q h ) a c a ( 9 5) ,58 kpa 45,,, - 4,00 kpa Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 9

10 ,57 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V Punkt : granica warstw iędzy gruntai i dla gruntu a ( q h h ) a c a ( ) ,,,,,78 kpa q h h c dla gruntu a ( ) a a Punkt 4: ( ) ,,,, 47,7 kpa` dla gruntu a ( q h h h ) a c a ( ) ,,,,, 5,8 kpa,8 [kpa] a E 7, / a -4,00,58 h E 0,69 E 8,7 / a,78 4,7 h E 0,5 E 9,0 / a 4 h E 0,96 5,8 Wypadkową parcia obliczay jako pol powirzchni wykrsu parcia jdnostkowgo:. Wypadkowa parcia w grunci : a E a 0,5 ( a a ) h 0,5 (,8,58),5 7, / Położni wypadkowj wyznacza wysokość h E : a a h E h : a a E a a he h h E a a, 8, 58 h h 0,69 a a, 8, 58 Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow 0

11 MECHANIA GRUNTÓW ćwicznia, dr inż. Irnusz Dyka irunk studiów: Budownictwo Rok III, s. V. Wypadkowa parcia w grunci : E a 0,5,78,57 8,7 / h E 0, 78, 57 0,5 0, 78. Wypadkowa parcia w grunci : E a 0,5 (4,7 5,8),0 9,0 / h E a a4 47, 5, 8 h, 0 0,96 a a4 47, 5, 8 Zadani. Standardow zadani na gzain z przdiotu Mchanika gruntów Tat ćwicznia Parci gruntu na konstrukcj oporow