Определение активного давления

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«петербургский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Основания и фундаменты»

РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ

Курсовая работа

Выполнил студент 3 курса

Полякова П.М.

Группы СЖУ-002

Проверил Городнова Е.В.

Санкт-Петербург

ПГУПС

ФГБОУВПО ПГУПС

Кафедра «Основания и фундаменты»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

«РАСЧЕТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ»

Студент Полякова П.М.

Группа СЖУ - 002

Шифр 7913

Размеры стены		Грунт засыпки		Грунт под подошвой		Нагрузка
а	м	1.2	γзас	кН/м3		γ	кН/м3	18.5	q	кПа
b	м	4.5	φ	град		w	–	0.2
Н	м		δ	град		γs	кН/м3	26.4
d	м	2.5	α	град	-8	wL	–	-
ε	град	-2				wP	–	-

Подпись преподавателя _______________ Дата ____________

Исходные данные и цели расчета

Размеры стены:

ширина поверху а = 1,2 м;

ширина подошвы стены b = 4,5 м;

высота Н = 7 м;

высота фундамента d = 2,5 м;

угол наклона задней грани к вертикали ε = - 2°.

Грунт засыпки:

песок крупный, удельный вес γ_зас = 18 ;

угол внутреннего трения φ = 36°;

угол трения грунта засыпки о заднюю грань стены δ= 9°;

угол наклона поверхности засыпки к горизонту = - 8°.

Грунт под подошвой фундамента (песок мелкий):

удельный вес γ = 18,5 ;

влажность = 0,2;

удельный вес твердых частиц γ_s = 26,4 ;

Нагрузка на поверхности засыпки

q = 40 кПа.

Цели расчета. Рассчитать давление грунта на подпорную стену, сделать поверочные расчеты, дать заключение о соответствии (или несоответствии) конструкции подпорной стены требованиям расчета по первой и второй группам предельных состояний, обосновать рекомендации по необходимым изменениям.

Анализ строительных свойств грунта

Под подошвой фундамента стены

Последовательно определяем: удельный вес сухого грунта γ_d = = = 15,4 ;

пористость n = 1 – = 1 – = 0,416; коэффициент пористости е = = = 0,712;

Под фундаментом песчаный грунт, кроме коэффициента пористости следует определить степень влажности = = 0,742, где γ_w – удельный вес воды, ;

по табл. Б3, Б4 охарактеризуем состояние песка по плотности, влажности и затем определяем R₀ (табл. Б6).

Т.к. степень влажности находится в пределах от 0,5 до 0,8; то в данном случае пески влажные. Коэффициент пористости находится в пределах от 0,60 до 0,75; следовательно, песчаный грунт в данном случае средней плотности. R₀ = 150 кПа.

Определяем расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента стены: R = 1,7 {R₀ × [1 + k₁ (b – 2)] + k₂ × γ (d – 3)},

где k₁ = 0,08 и k₂ = 2,5 из табл. Б7;

R = 1,7 { 150 ·[1 + 0,08 × (4,5 – 2)] + 2,5 × 18,5 × (2,5 – 3)} = 266 кПа.

Определение активного и пассивного давления

На подпорную стену

Заменим равномерно распределенную нагрузку q = 40 кПа слоем грунта приведенной высоты: = = = 2,22 м.

Рассчитаем коэффициент активного давления: = ;

= = (0,707*0,695)/(0,993*0,985) = 0,502 ;

ξ_а = ( 1/2,919)*(0,621/(0,999*0,993)) = 0,323*(0,621/0,992) = 0,214 ;

При вычислении и следует обратить особое внимание на знаки и . Найдем ординаты эпюры интенсивности активного давления:

на уровне верха стены е_а1 = γ_зас ^.h_пр ^. = 18 ^.2,22 ^.0,214 = 8,56

на уровне подошвы е_а2 = γ_зас ^. (h_{пр +} Н) ^. = 18 *9,22 ^.0,214 = 35,515

Тогда активное давление Е_а = = ^.7 = 154,264 кН.

Горизонтальная и вертикальная составляющие интенсивности активного давления следующие: е_аг1= е_а1 ^.cos ( ) = 8,56 ^.cos (- 2 + 9)⁰ = 8,496

е_аг2= е_а2 ^.cos ( ) = 35,515 ^.cos (-2 + 9)⁰ = 35,25

е_ав1= е_а1 ^.sin ( ) = 8,56 ^.sin (-2 + 9)⁰ = 1,043

е_ав2= е_а2 ^.sin ( ) = 35,515 ^.sin (-2 + 9)⁰ = 4,328 .

Соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие активного давления

Е_аг = = 7= 153,111 кН; Е_ав = = 7 = 18,7985 кН.

Интенсивность пассивного давления на отметке подошвы фундамента

е_п= γ_зас ^. d ^.tg² (45 + )^o = 18 ^. 2,5 ^.tg² (45 + ) ^o = 173,33

Пассивное давление, действующее на переднюю грань стены,

Е_п= = * tg²(45 + )= 216,66 кН.

С учетом соображений, высказанных в разделе 3, снижаем величину отпора Е_п = 0,33 ^.216,66=71,4978 кН.

Эпюры интенсивности активного и пассивного давления приведены на рис. 1.

Определение активного давления