6.3. Проверка устойчивости на плоский сдвиг вместе с каменной постелью

Проверку устойчивости сооружения на сдвиг вместе с каменной постелью необходимо провести по двум плоскостям AD и BD, в этом случае к удерживающим силам следует отнести также вес каменной постели в контуре, ограниченном плоскостями сдвига (рис. 8).

Условие устойчивости сооружения на сдвиг по плоскости AD:

, где

_lc – коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый для основного сочетания нагрузок равным 1.0;

_р – коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1.05;

_c – коэффициент условной работы, принимаемый равным 1.0;

_n – коэффициент надёжности по степени ответственности сооружений, принимаемый равным, для I класса сооружений, 1.25.

E – равнодействующая волнового давления от действия стоячих волн, E = P_xc ^. l = 60.0 т/м ^. 20.7 м = 1242 т, здесь l – длина секции массива – гиганта;

R = g ^. f_тр, где

g = g₀ – g, где

g₀ – собственный вес оградительного сооружения:

;

g – взвешенная волновая нагрузка от воздействия стоячих волн, g = P_zc ^. l = 14.4 т/м ^. 20.7 м = 298.1 т;

g = 5546.2 – 298.1 = 5248.1 т,

g_п – вес каменной постели, заключённой в контуре ACD:

;

 – угол наклона плоскости AD к горизонту,  = 7;

f_тр – коэффициент трения камня по камню, f_тр = 1.

.

Устойчивость сооружения на плоский сдвиг по плоскости AD обеспечена.

Условие устойчивости сооружения на сдвиг по плоскости BD:

, где

E – равнодействующая волнового давления при продлении эпюры до поверхности естественного основания, E = 1353.8 т;

g_п – вес каменной постели в контуре ABCD:

;

g – сумма вертикальных сил, g = 5248.1 т;

f_тр – коэффициент трения камня по грунту основания, f_тр = tg, где  – угол внутреннего трения грунта основания, при  = 17, f_тр = tg17 = 0.306;

c – удельное сцепление грунта основания, для суглинка c = 50 кПа = 5.0 т/м²;

F – площадь подошвы каменной постели по отрезку BD, F = 18.13 ^. 20.7 = 378.81 м².

.

Устойчивость сооружения на плоский сдвиг по плоскости BD обеспечена.

6.4. Проверка прочности грунтового основания

Проверка прочности грунтового основания заключается в определении нормальных краевых напряжений под подошвой сооружения и под каменной постелью. Напряжения определяются по обычным зависимостям сопротивления материалов для внецентренного сжатия, в предположении, что сооружение и грунт являются абсолютно жёстким телом.

6.4.1. Определение напряжений под подошвой сооружения

Определение напряжений под подошвой сооружения осуществляется по следующей формуле:

, где

F – площадь подошвы сооружения, F = L^.B (B – ширина сооружения, B = 11.8 м, L – длина секции массива – гиганта, L = 20.7 м), F = 20.7^.11.8 = 244.26 м²;

W – момент сопротивления подошвы сооружения, относительно оси, проходящей через центр тяжести. W = L^2.B/6 = W = 20.7^2.11.8/6 = 842.7 м³;

g – сумма вертикальных сил, g = 5248.1 т;

M – суммарный момент всех внешних сил относительно оси, проходящей через центр тяжести.

M = M_опр – M_уд, где

M_опр и M_уд – соответственно опрокидывающий и удерживающий моменты, определяемые по формулам:

;

.

M = 11202.46 – 4363.94 = 6939.52 тм.

R – несущая способность каменной постели, R = 50 т/м² = 5 кг/см².

;

.

Условие выполнено, следовательно, несущая способность каменной постели достаточна.

Эпюра нормальных краевых напряжений под подошвой сооружения представлена на рис. 9.