Выводы о применимости заданной конструкции стены и рекомендации по ее изменению.

Определение напряжений, действующих по подошве фундамента

Нормативная сила, кН	Расчетная сила, кН	Плече, м	Момент, кНм
	409,2	0,47	-192,324
	1,1*292=321,2	0,07	+22,484
		3,11	+1373,065
		2,17	-150,164
		0,83	-56,523

Моменты вычисляем относительно осей, проходящих через центр тяжести подошвы фундамента (точка О). Равнодействующие активного и пассивного давления прикладываем к стене на уровне центра тяжести эпюр интенсивности давления. Вес стены и фундамента – в центре тяжести соответствующего элемента.

Сумма расчетных вертикальных сил

Сумма моментов расчетных сил

Площадь и момент сопротивления подошвы фундамента стены.

Тогда

Сопоставим найденные напряжения, с расчетным сопротивлением:

Из трех условий не выполнено последнее, т. е. по задней грани подошвы действуют растягивающие напряжения, что не попускается.

Расчет устойчивости стены против опрокидывания сдвига по подошве фундамента.

т. е. условие выполняется.

Нормативная сила, кН	Расчетная сила, кН	Плече, м	Моменты, кНм
Удерживающих сил	Опрокидывающих сил
		2,97	994,4	-
		2,43	638,6	-
		3,11	-	1373,1
		4,67	323,02	-
		0,83	51,4	-
	2007,42	1373,1

Сдвигающая сила

Удерживающая сила

Здесь коэффициент трения кладки по грунту.

т. е. условие не выполняется.

Проверка положения равнодействующей.

Эксцентриситет

т. е. условие не выполняется.

Выводы о применимости заданной конструкции стены и рекомендации по ее изменению.

Выполненные проверки показали, что приведенная в задании подпорная стена не удовлетворяет нормативным требованиям. Стену следует перепроектировать.

Обоснованные необходимых изменений должно вытекать из анализа факторов, обуславливающих невыполнение проверок. В рассмотренном примере все они фактически связаны с видом эпюры напряжений по подошве фундамента, а именно с большими растягивающими напряжениями под задним ребром подошвы. Это определяет возможность отрыва части подошвы от грунта основания с ростом напряжений под ребром передней грани, крена стены и в конечном счете – ее опрокидывание.

Анализируя структуру составляющих момента по первой таблице, замечаем, что основной вклад в него дает активное давление ; оно же определяет невыполнение проверок на опрокидывание и сдвиг, а также недопустимый эксцентриситет равнодействующей.

Следовательно, нужно уменьшить активное давление. Требуемый порядок снижения при прежних размерах стены оценивается по предельно допустимому моменту их условия , то есть при :

При плече 3,11 м получаем, что активное давление должно быть понижено до значения то есть в 3,1 раза.

От чего зависит коэффициент и какие из влияющих факторов являются управляемыми?

Это три фактора – углы φ, δ, ε. рассмотрим возможность их изменения.

1. Уголь внутреннего трения засыпки; по заданию (пылеватый песок). Известно, что с увеличением крупности песка угол внутреннего трения увеличивается. При выборе значений φ для уменьшения активного давления засыпки рекомендуется принимать для пылеватых ; для мелких ; для песков средней крупности ; для крупных и гравелистых . В данном случае при засыпке гравелистым песком можно принять .

2. Угол трения грунта засыпки о стену. В данной работе , то есть трение почти отсутствует. В то же время с ростом δ активное давление уменьшается. Практически для обычных массивных стен можно принять ; . При специальной обработке поверхности задней грани можно принять предельно значение δ=φ.

3. Угол наклона задней грани ε существенно влияет на активное давление, причем наклон в сторону засыпки (ε<0) снижает его.

Проще всего требуемое значение ε определить графически, уже освоенным построением Понселе. Например, здесь при значениях ; и получаем площадь треугольника Ребхана 11,5 м² и соответственно активное давление 222 кН, что практически совпадает с требуемым. Легко проверить, что принятые параметры засыпки и стены (почти не увеличившие ее вес) обеспечивают выполнение всех нормативных требований. Также очевидно, что добиться этого увеличением размеров подошвы фундамента стены не представляется возможным.