Зависимость коэффициента постели





От расчетного сопротивления и модуля

Деформации грунтов

 

При расчете сооружений, контактирующих с грунтовой средой, применяют две расчетные модели грунта: модель линейно деформируемого однородного изотропного полупространства и модель местно деформируемой упругой среды, получившей в теории название модели Фусса-Винклера.

Применительно к подземным сооружениям, в частности к водопропускным трубам, часто используют вторую модель грунта, упругие свойства которого характеризуются так называемым коэффициентом постели. Профессор С.В. Виноградов отмечает, что в ряде случаев гипотеза коэффициента постели лучше отражает действительность, чем гипотеза линейно деформируемой среды, а в некоторых случаях оба метода дают практически одинаковые

 

34

результаты, но при более обоснованном назначении коэффициента постели.

Отсутствие достоверных значений коэффициентов постели может сделать практически бесплодными все теоретические расчеты. В связи с этим дальнейшее накопление данных по уточнению численных значений коэффициентов постели имеет важное практическое значение, так как позволит проектировать подземные сооружения с большей степенью надежности. Задача настоящего исследования заключается в восполнении указанного пробела.

Автором доказано наличие довольно тесных корреляционных связей между различными характеристиками горных пород во всем спектре: от малопрочных нескальных грунтов - до высокопрочных скальных формирований, в том числе между модулем деформации Е и коэффициентом постели к.

Корреляционно-регрессионным анализом данных, обработанных по специальной программе в отделении вычислительной техники ЦНИИС, была получена зависимость между этими характеристиками, которая в общем виде записывается так:

 

 

где к - коэффициент постели, МПа/м; а и b - числовые коэффициенты.

 

Значения коэффициента постели изменяются в довольно широких пределах, что прежде всего связано с влиянием площади, контактирующей с грунтом, через которую передается давление. Для круглых гибких труб и тоннельных обделок такой площадью является часть контурной поверхности сооружения, размеры которой зависят от его радиуса r. Как видно, приведенная формула не отражает влияния этого фактора, и кроме того, не учитывает влияния коэффициента поперечной деформации грунта v.

В практике проектирования, при определении коэффициента постели, довольно часто пользуются известной формулой академика Б.Г. Галеркина, учитывающей эти параметры:

 

 

 

Однако, как отмечает профессор Г.К. Клейн, эта формула дает завышенные значения коэффициента постели, что особенно заметно проявляется при малых радиусах сооружения. Как будет показано далее, имеют место не только завышенные, но и заниженные величины коэффициента постели.

 


 

Таблица 4

 

Категория грунта RH, МПа ЕH, МПа Коэффициент постели, к, МПа/м, при радиусе r, м
11,4 8,6 6.5 5,0 3,8 2,9 2,3 1,7 1,3 1,0 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
<0,1 <1,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,8 3,9 4,0 4,2 4,3 4,4 4,6 4,8
0,2 2,1                        
0,3 4,6                        
0,5                        
0,8                        
1,4                        
2,5                        
4,4                        
7,8                        
                       
                       
                       
                       
                       
                       

Примечание. RН и ЕН — нормативные значения соответственно: сопротивления и модуля деформации грунта.


 

 

В силу отмеченных особенностей предлагается следующая формула для определения коэффициента постели, МПа/м:

 

 

 

Для определения коэффициентов, входящих в эту формулу, составлена таблица-схема 4, включающая в себя исходные статистические данные о модулях деформации Еи коэффициентах постели в зависимости от категории грунтов. Здесь первый вертикальный столбец слева содержит порядковый номер категории грунта в зависимости от нормативного сопротивления RH — второй столбец.

В третьем столбце указаны соответствующие нормативные значения модулей деформаций. В крайние ячейки восходящей и нисходящей диагоналей вписаны экстремальные значения коэффициентов постели.

Составив согласно приведенной выше формуле систему трех уравнений и решив ее при граничных условиях, соответствующих данным угловых ячеек таблицы, найдем неизвестные коэффициенты: а = 4,044, b= 0,695, с = 0,132.

Расчеты показывают, что значения коэффициентов постели, вычисленные по этой формуле и расположенные справа от восходящей диагонали, завышены по сравнению с вычисленными по формуле Б.Г. Галеркина, причем разница тем больше, чем прочнее грунт и меньше радиус. С левой стороны от диагонали результаты вычислений оказываются заниженными.

Приведенные данные получены без учета коэффициента поперечной деформации. В случае учета коэффициента поперечной деформации грунта полученный результат следует разделить на величину 1+v.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что рассчитывая подземные сооружения круглого поперечного сечения, работающие совместно с окружающим их грунтом, при назначении коэффициента постели следует пользоваться рекомендуемой формулой.

Для конструкций с криволинейной осью некругового очертания данную формулу можно использовать в качестве первого приближения, заменив радиус на полупролет сооружения.

 

37

 





Читайте также:
Книжный и разговорный стили речи, их краткая характеристика: В русском языке существует пять основных...
Основные направления социальной политики: В Конституции Российской Федерации (ст. 7) характеризуется как...
Социальное обеспечение и социальная защита в РФ: Понятие социального обеспечения тесно увязывается с понятием ...
Основные понятия туризма: Это специалист в отрасли туризма, который занимается...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-03-24 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.012 с.