Активное, пассивное и в покое давление грунтов
Понятие об активном давлении и пассивном отпоре грунта
Когда устойчивость откоса требуемой крутизны не обеспечивается, а уположить откос нельзя, для его поддержания приходится устраивать подпорные стенки. Последние, поддерживая грунт, испытывают с его стороны давление, которое называется активным давлением.
Схема развития активного Еа и пассивного Ер давлений грунта на подпорную стенку.
Так как подпорная стенка заглублена в грунт, ее смещение сопровождается развитием давления на грунт в пределах участка А'В'. По мере перемещения низа подпорной стенки (ее фундамента) сопротивление грунта будет возрастать до тех пор, пока в пределах призмы выпирания А'В'С не возникнет предельное напряженное состояние, при котором сопротивление грунта максимально. Это максимальное сопротивление грунта, когда на него давит элемент сооружения, называется пассивным отпором (или пассивным давлением грунта).
Таким образом, активное давление и пассивный отпор соответствуют двум крайним случаям предельного напряженного состояния массива грунта у подпорной стенки при ее подвижке (перемещении). Иногда интересуются давлением покоя, возникающим в массиве грунта, когда грунт- не испытывает горизонтальных перемещений. Это давление обычно определяется с помощьюстабилометров и компрессионных приборов путем измерения горизонтальных напряжений.
Давление грунта на подпорные стенки (активное, в состоянии покоя, пассивное). Влияние пригрузки на поверхности, связности грунта, наклона и шероховатости стенки. Способы уменьшения бокового давления.
Схемы для определения давления грунта на гладкую подпорную стенку
а — идеально сыпучего; б — то же, с учетом равномерно распределенной нагрузки; в — обладающего сцеплением, т.е. связного;
Если на подпорную стенку действует пригруз в виде распределенной нагрузки, то дейсвие его можно заменить действием слоя грунта толщиной h=q/ν. Дальше расчет ведется как и для идеально сыпучего грунта.
При действии связного грунта – j, не равно 0. Дальше заменяем действие сцепления действием всесторонних сил связности, кот. прикладываются к поверхности грунта и по контакту грунт – подпорная стенка, дальше – порядок одинаков.
На жесткую подпорную стену, которая может поворачиваться относительно нижней точки, давление грунта может быть как активным так и пассивным. Активное боковое давление на вертикальное ограждение является минимальным и возникает при смещении подпорной стенки от грунта. Помимо активного и пассивного давления существует и состояние покоя. В нем активный момент Макт равен моменту пассивному Мпас. При этом ордината на треугольной эпюре моментов σ0 – давление состояния покоя. В этом случае коэффициент бокового давления определяется по формуле Яки: k0=1-sinφ.
