2.9.2. Определение напряжений под каменной постелью

Нормальные напряжения в плоскости подошвы каменной постели могут быть определены по условному методу, исходящему из предположения о распределении давления в каменной постели под углом 45

Нормальные напряжения в плоскости контакта постели с грунтом определяются по формуле:

, где

B – ширина подошвы сооружения, B = 12 м;

t_п – высота каменной постели, t_п = 3м;

_k^взв – объёмный вес материала каменной постели под водой, _k^взв = 1,1 т/м³;

R₁ – расчётное сопротивление грунта основания, R₁ = 30 т/м² =3 кг/см².

Условие выполнено, следовательно, несущая способность грунта основания достаточна.

Э пюра нормальных краевых напряжений под каменной постелью представлена на рисунке .

2.10 Расчёт основных элементов и частей оградительного сооружения

2.10.1. Расчет прочности стен

При расчете на прочность стенок оболочек большого диаметра, расчет проводится для участка сооружения L_s кратному длине окружности оболочки. При этом нагрузку от давления грунта определяют как на плоскую стенку по СНиП 2.06.07-87.

Горизонтальная составляющая интенсивности давления грунта на глубине y:

, где

P_y – вертикальное давление на глубине y, ;

h_i – мощность i слоя грунта засыпки;

удельный вес грунта засыпки в насыщенном состоянии ;

– коэффициент горизонтальной составляющей давления грунта: ;

 – угол внутреннего трения,  = 35;

_s – угол трения грунта по расчётной плоскости, как правило, принимаемый по абсолютной величине не более  и не более 30 для плоскости, проходящей в грунте, и не более 2/3 – по контакту сооружения с грунтом. Принимаем _s = 2/3 , так как расчётная плоскость проходит по контакту сооружения с грунтом.

ε = 0, ρ = 0.

.

Ординаты эпюры давления грунта рассчитываются в табличной форме.

Мощность hi, м		Расчет и значение Py, т/м2	Расчет и значение Pah, т/м2
1,1	0,204	1,2 ∙ 1,1= 1,32	1,32 ∙ 0,204 = 0,27
7,0	0,204	1,2 ∙ 7,0 = 8,4	8,4 ∙ 0,204 = 1,71
10,0	0,204	1,2 ∙ 10,0 = 12	12 ∙ 0,204 = 2,45
15,1	0,204	1,2 ∙ 15,1 = 18,2	18,2 ∙ 0,204 = 3,71

По данным таблицы строится эпюра давления грунта на внутренней стенки оболочки. Рисунке ниже .

Жесткость системы оболочка-грунт заполнителя оценивают обобщенной характеристикой жесткости:

, где

k – коэффициент сопротивляемости грунта внутренней засыпки в горизонтальном направлении принимаемый равным 0.5 ∙ k_pr ∙ z, где

k_pr – коэффициент пропорциональности для песков = 10 МН/м⁴;

z – глубина сечения;

k = 0.5 ∙ 10 ∙ 0.6 = 3 МН/м³.

h_c,l – высота расчетного кольца, равная 1 м.

I – момент инерции поперечного сечения, полосы шириной 1 м и высотой 0.25 м.

E_c – модуль деформации железобетона, равный 150 МПа.

Действующий момент ,

Действующие усилие , где

σ_в и σ_г – ординаты эпюр соответственно бокового давления внутренней засыпки и давления волн;

D – диаметр оболочки, D = 12 м.

M₁ и T₁ единичные усилия, определяемые по монограмме.

По сечениям а-а и b-b строятся эпюры действующих моментов и усилий.

Расчет ведется в табличной форме.

Сечение а’-а’
M1, м3	σв, т/м2	σг, т/м2	T1, м3	Значении M и N, т∙м
0.20	3.33			Mа-а = 0.20 ∙ 3.33 = 0.67
0.27	3.33			Mб-б = 0.27 ∙ 3.33 = 0.89
		0.23	5	Nа-а = (0.23 ∙ 12,0)2 – 5 ∙ 3.33= -14.93
		0.23	3	Nб-б = (0.23 ∙ 12,0)/2 – 3 ∙ 3.33= -8.27

Сечение b’-b’
M1, м3	σв, т/м2	σг, т/м2	T1, м3	Значении M и N, т∙м
0.20	1.59			Mа-а = 0.20 ∙ 1.59 = 0.32
0.27	1.59			Mб-б = 0.27 ∙ 1.59 = 0.43
		4.87	5	Nа-а = (4.87 ∙ 12,0)2 – 5 ∙ 1.59= 28.57
		4.87	3	Nб-б = (4.87 ∙ 12,0)/2 – 3 ∙ 1.59= 31.76