Руководство по проектированию морских причальных сооружений

Рис. 14 (6). Эпюра активного давления от пригрузки грунта, расположенного на откосе каменной призмы

Формулы подсчета ординат эпюры:

(Измененная редакция).

13.35 (8.25). Пассивное давление грунта следует определять по теории предельного равновесия, учитывающей криволинейный характер поверхностей скольжения в призме отпора.

В пределах каждого слоя однородного грунта закон изменения пассивного давления по глубине принимается линейным.

Ординаты эпюры горизонтальной составляющей пассивного давления на вертикальную стенку при горизонтальной поверхности грунта определяются по формулам:

в прямом отпоре -

                                            [49 (24)]

в обратном отпоре -

                                     [50 (25)]

В формулах [49 (24)] и [50 (25)]:

, с,  - то же, что в п. 13.30 (8.20), только для ординат пассивного давления;

l_p - коэффициент горизонтальной составляющей пассивного давления грунта, принимаемый по табл. 20 в зависимости от угла внутреннего трения грунта [см. п. 13.13 (8.5)], расположенного в сечении, для которого определяется ордината эпюры пассивного давления, и угла трения призмы отпора о стенку;

l_рс - коэффициент пассивного давления от сил сцепления, определяемый по табл. 20, а также по формуле

                                                    [51 (26)]

Примечания: 1. Допускается пассивное давление грунта определять по классической теории, исходящей из прямолинейных поверхностей скольжения в призме отпора. В этом случае ординаты пассивного давления определяются по формулам [49 (24)] и [50 (25)], в которых значения l_p принимаются по табл. 21, а l_рс - по формуле

                                                                    [52 (27)]

а также по табл. 21.

2. Для поверхностного слоя, где возможно нарушение структуры связного грунта, принимается с = 0; полное сцепление принимается на глубине 1 м. Изменение сцепления от с = 0 до полного принимается линейным.

Таблица 20

Угол внутреннего трения грунта j, град

Величина коэффициента горизонтальной составляющей пассивного давления грунта по Соколовскому и Голушкевичу при угле трения d, равном

0

0,333 j

j

l_p

l_pс

l_p

l_pс

l_p

l_pс

5

1,14

1,28

1,20

1,56

1,23

2,01

6

1,21

1,34

1,28

1,67

1,31

2,15

7

1,26

1,39

1,34

1,77

1,39

2,25

8

1,31

1,45

1,40

1,87

1,47

2,40

9

1,37

1,51

1,45

1,95

1,55

2,55

10

1,42

1,58

1,51

2,04

1,63

2,65

11

1,47

1,65

1,57

2,14

1,71

2,80

12

1,53

1,72

1,64

2,23

1,80

2,94

13

1,58

1,79

1,72

2,32

1,90

3,09

14

1,63

1,87

1,79

2,42

2,01

3,24

15

1,69

1,94

1,86

2,52

2,12

3,39

16

1,76

2,01

1,96

2,62

2,27

3,58

17

1,82

2,08

2,04

2,73

2,42

3,77

18

1,89

2,15

2,14

2,84

2,56

3,95

19

1,96

2,23

2,25

2,95

2,71

4,14

20

2,04

2,30

2,35

3,06

2,86

4,32

21

2,12

2,36

2,49

3,22

3,01

4,55

22

2,20

2,42

2,63

3,37

3,26

4,78

23

2,28

2,48

2,78

3,53

3,47

5,01

24

2,37

2,54

2,94

3,68

3,70

5,24

25

2,46

2,60

3,10

3,84

3,94

5,46

26

2,56

2,67

3,25

3,97

4,23

5,79

27

2,67

2,73

3,41

4,07

4,55

6,12

28

2,78

2,80

3,58

4,18

4,88

6,45

29

2,80

2,87

3,76

4,30

5,26

6,78

30

3,00

2,94

3,94

4,41

5,67

7,10

31

3,12

-

4,17

-

6,07

-

32

3,25

-

4,39

-

6,48

-

33

3,39

-

4,67

-

6,90

-

34

3,54

-

4,05

-

7,33

-

35

3,69

-

5,29

-

7,76

-

36

3,85

-

5,64

-

8,35

-

37

4,02

-

6,06

-

8,98

-

38

4,20

-

6,50

-

9,70

-

39

4,39

-

7,05

-

10,54

-

40

4,60

-

7,57

-

11,47

-

Таблица 21

Угол внутреннего трения грунта j, град

Величина коэффициента горизонтальной составляющей пассивного давления Кулону при угле трения d, равном

0

0,333 j

0,75 j

l_p

l_pс

l_p

l_pс

l_p

l_pс

10

1,42

2,38

1,52

2,46

1,63

2,55

11

1,47

2,42

1,58

2,51

1,73

2,62

12

1,52

2,46

1,65

2,60

1,82

2,70

13

1,57

2,50

1,73

2,63

1,92

2,77

14

1,64

2,56

1,81

2,69

2,03

2,85

15

1,69

2,60

1,92

2,77

2,15

2,93

16

1,76

2,65

1,98

2,81

2,28

3,03

17

1,82

2,70

2,08

2,88

2,42

3,11

18

1,89

2,75

2,18

2,95

2,58

3,21

19

1,96

2,80

2,28

3,02

2,74

3,31

20

2,04

2,86

2,40

3,10

2,93

3,42

21

2,12

2,91

2,52

3,17

3,13

3,54

22

2,20

2,97

2,65

3,26

3,36

3,66

23

2,28

3,02

2,78

3,33

3,59

3,79

24

2,37

3,08

2,93

3,42

3,86

3,93

25

2,46

3,14

3,09

3,52

4,16

4,08

26

2,56

3,20

3,26

3,61

4,49

4,24

27

2,66

3,26

3,44

3,71

4,82

4,39

28

2,77

3,33

3,64

3,82

5,19

4,56

29

2,88

3,39

3,85

3,92

5,59

4,73

30

3,00

3,46

4,06

4,04

6,00

4,90

31

3,12

-

4,33

-

6,43

-

32

3,25

-

4,60

-

6,93

-

33

3,39

-

4,89

-

7,47

-

34

3,54

-

5,21

-

8,00

-

35

3,69

-

5,56

-

8,60

-

36

3,85

-

5,94

-

9,22

-

37

4,02

-

6,37

-

9,90

-

38

4,20

-

6,83

-

10,57

-

39

4,39

-

7,35

-

11,30

-

40

4,60

-

7,92

-

12,18

-

К пп. 13.30 (8.20), 13.32 (8.22) - 13.35 (8.35). В Руководстве даны два метода для определения давления грунта: первый основан на криволинейном характере плоскостей скольжения (В.В. Соколовского и С.С. Голушкевича), второй - на прямолинейном (Ш. Кулона).

Метод Кулона допущен в связи с тем, что на нем основаны расчеты по нахождению плоскости восприятия активного давления грунта для уголковых стенок и плоскости обрушения для гравитационных стенок.

Для грунтов без сцепления оба метода дают практически одинаковые результаты расчета.

Для грунтов со сцеплением, когда устойчивость сооружения обеспечивается пассивным давлением грунта, метод Кулона дает завышенные запасы несущей способности сооружения за счет меньшей величины отпора, обусловленной меньшими значениями коэффициентов пассивного давления от сил сцепления.

Поэтому для сооружений типа «больверк» не рекомендуется применять метод Кулона, тогда как для гравитационных стенок оба метода определения давления грунта равноценны.

(Измененная редакция).

13.36 (8.26). В случае наклона поверхности грунта перед стенкой (рис. 15) под углом q к горизонту ординаты эпюры пассивного давления грунта при расчете по классической теории Кулона допускается определять по формуле

                                          [53 (28)]

где

                                           [54 (29)]

                                         [55 (30)]

                                                    [56 (31)]

В формулах [53 (28)] - [56 (31)]:

 и с - то же, что в п. 13.35 (8.25);

d - угол трения грунта о стенку;

j - то же, что в п. 13.32 (8.22).

13.37 (8.27). При построении эпюр активного и пассивного давлений рекомендуется определять ординаты на границах слоев грунта с неизменными физико-механическими характеристиками, а также в местах пересечения расчетной плоскости восприятия распорного давления с плоскостями обрушения, проведенными из точек начала или скачкообразного изменения равномерно распределенной нагрузки, располагаемой на территории причала, считая, что передача давления с территории на расчетную плоскость происходит по плоскости обрушения [рис. 16 (7)].

Рис. 15. Схема к расчету пассивного давления грунта при наклонной поверхности дна:

АБВГ - плоскость призмы выпора по Кулону.

Рис. 16 (7). Эпюры активного и пассивного давлений от грунта и временных нагрузок.

Ординаты эпюры активного давления:

Ординаты эпюры пассивного давления:

13.38 (8.28). Расчет элементов надстроек на прочность и трещиностойкость следует выполнять на действие следующих сил:

а) активного давления от собственного веса грунта с учетом эксплуатационных временных нагрузок от технологического оборудования и складирования грузов;

б) нагрузок от воздействия судов (натяжения швартовов, навала пришвартованного судна или навала судна при подходе);

в) нагрузки от собственного веса элементов конструкции надстройки.

13.39 (8.29). При расчете несущей способности оснований, сложенных из медленно уплотняющихся, (сильно сжимаемых) водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов (при степени влажности G ³ 0,85, модуле деформации E₀ £ 50 кгс/см², коэффициенте степени консолидации , коэффициенте консолидации c_v £ 1·10⁷ см²/год и показателе консистенции I_L ³ 0,75), а также илов, следует учитывать степень их консолидации, принимая прочностные физико-механические свойства и сдвиговые параметры грунтов по трению tg j_I и сцеплению c_I, соответствующие его нестабилизированному состоянию из-за уменьшения касательных напряжений t_I по площадке скольжения в результате образования избыточного давления u в поровой воде. При этом касательные напряжения

                                             [57 (32)]

где р - нормальное напряжение по площадке сдвига, кгс/см²;

                                                         [58]

                                                        [59]

k_ф - коэффициент фильтрации, см/с; (1 см/с » 3·10⁷ см/год);

t - время от момента приложения нагрузки, год;

а - коэффициент уплотнения, см²/кгс, определяемый по формуле

                                                             [60]

е₁ и e₂ - коэффициенты пористости грунта соответственно в его естественном состоянии (в природном залегании) и после приложения нагрузки р, принимаемые по инженерно-геологическим отчетам (по компрессионным данным), также

                                                     [61]

g_w - удельная масса воды, кгс/см³, принимаемая, как правило, равной 0,001 кгс/см³;

h - расчетная толщина консолидируемого слоя грунта в основании сооружения, принимаемая равной толщине слоя связного грунта h₁ (но не более В - ширины сооружения) . Если связный грунт отделен от подошвы сооружения недренирующим слоем толщиной h₂, следует принимать h = h₁ + h₂ (но не более В);

e_cp - средний коэффициент пористости грунта, определяемый по формуле

                                                            [62]

n - пористость грунта, определяемая по формуле

                                                             [63]

g_y - удельная масса грунта, кгс/см³, определяемая по формуле

                                                                [64]

g_с - объемная масса скелета грунта, кгс/см³, определяемая по формуле

                                                              [65]