Çift duvarlı bir batardamda yanal toprak basıncı nasıl belirlenir?


11

İstinat duvarının tasarımı genellikle Rankine teorisi veya Coulomb teorisi kullanılarak yanal toprak basıncının belirlenmesini içerir. Her iki teori de, duvarın tabanından kayda değer bir mesafe boyunca uzanan üçgen bir toprak kamasının kayma direncinin harekete geçirilmesini içerir.

Aşağıdaki resimdeki gibi çift duvarlı bir sandık durumunda, iki duvar arasındaki kısa mesafe, bu tür hata takozunun en alta kadar uzanmasını önleyecektir. Bu durumda, iki duvar arasındaki kum dolgu malzemesinden toprak basıncının belirlenmesi nasıl yapılır?

çift ​​duvarlı batardo


Bir sandık, istinat duvarından çok daha karmaşık bir yapıdır. Çelik iç ve dış duvarların sertliği ve içine sürüldükleri yatağın özellikleri önemli bir rol oynar. Duvarlar arasındaki dolgu malzemesi, kayma ve akış özelliklerine bağlı olarak aralarında belirli miktarda mekanik bağlantı sağlar. Bütün bunlar birlikte ele alındığında oldukça karmaşık bir sınır-değer problemi haline gelir. Ama sonuçta, "tutulan" malzeme sudur!
Dave Tweed

Yanıtlar:


6

Okuduğum kadarıyla, levha kazıklarının arasındaki kumun üzerlerine uyguladığı basınca bakıyorsunuz. Bu durumda, iki olasılık görüyorum: (1) log-spiral analizi veya (2) Boussinesq'in elastik analizi .

Kütük Spiral Analizi

Kütük spiral analizi, toprak basıncının bir kütük spiral eğrisinin şeklini takip eden bir toprak kütlesi tarafından harekete geçirildiğini varsayar. Bu, hazır çukur kazılarında yaygın olarak kullanılır ve kütlenin eğrisi, dikey olarak yüzeyle kesişmelidir. Analiz belirleyici değildir, bu nedenle bir deneme ve hata grafik (ölçeklendirilmiş) yöntemi önerilir, ancak bu deneme ve hata işlemini hesaplamalı yapan bilgisayar tabanlı bir algoritma geliştirdik.

Bununla birlikte, bu durumda, deneme yanılma analizinizde, eğrinin kazıklı duvarlar arasındaki mesafenin geometrik sınırları dahilinde zorlanması gerektiğini düşünebilirsiniz. Böylece gerçekçi bir durumu temsil edebilir.

Kütük spiral tüm pasif toprak tutma problemlerine uygulanabilir olarak önerilmektedir. Bence bu varsayım sizin durumunuz için geçerli olacaktır, ancak bu doğrulanması gereken bir şeydir.

Boussinesq Esneklik Teorisi

Boussinesq teorisi, deformasyonun meydana gelmediği yanal (ve dikey) basınç problemlerine bakmak için kullanılabilir. Sizin durumunuzda deformasyon meydana gelecektir, ancak beklenenden daha yüksek stresler / baskılar üretemeyeceğini varsayarsak (teori altında gevşeme olmaz) bu nedenle muhafazakar bir sonuç olacaktır.

Ayrıca Boussinesq teorisinde elastik bir yarı boşluk varsayımı vardır. Sistem hidrostatik basınç tarafından kısıtlandığı gibi, kabul edilebilir davranmaya elastik yarı sonsuz olarak. Ancak daha fazla bilgi gerekli olacaktır.

Diğer Hususlar

Çok iyi, kapsamlı ancak tarihli bir bilgi kaynağı Çelik Sac Kazık Tasarım El Kitabıdır (1984) . Ancak hücresel batardamlar ve basınç analizi dahil edilir ve bir kopyası burada scribd.com adresinde görülebilir .


Sağlanan fotoğrafta, kazıklar arasındaki bölge boyunca seyahat eden inşaat trafiği olduğuna hiç şüphe yok. Yapının bu yüklere dayanabilmesini sağlamak için Boussinesq'i (değiştirildiği gibi) özellikle önceki projelerde bu amaçla kullandım. Bu araştırılması gereken çok önemli bir konudur - spesifik ekipmanın, ray modellerinin ve yüklemelerin analizini gerektirecektir - esas olarak ekipman üreticilerinin verileri. Analiziniz, kullanılacak ekipmanın sayılarını ve olası konfigürasyonlarını içerecek şekilde inşaat programı ile de yakın işbirliği içinde olmalıdır. Kolay bir iş değil.


Önerilen Analiz Şeması

Aşağıdaki şekilde önerilen yaklaşım gösterilmiştir. Elbette tüm koşullar bilinmemektedir, örneğin deniz / nehir yatağının yerleri, sac kazıklı tutma elemanları arasındaki hidrostatik koşullar, vb.

kombinasyon boussinnesq ve log spiral

Bölümün üst kısmındaki inşaat yükleri, palet paternleri / ayak izleri ve ilgili yükler kullanılarak modellenebilir. Boussinesq teorisi, sarı ve yeşil stres zarfları ile gösterildiği gibi tutma yapısındaki yanal gerilmeleri hesaplamak için kullanılır ve bunlar, arzu edilen herhangi bir yüzey yükleme konfigürasyonuna uyması için üst üste bindirilebilir.

Bununla birlikte, log spiral analizi, O noktasında eğrinin kökeninin , eğri her zaman A noktasını dik açılarda kesecek ve aynı zamanda kazı tabanındaki C noktasını kesecek şekilde tekrarlanan bir süreçtir . Bu, ABC içinde eğri ile gösterildiği ve A noktasının üzerindeki noktalara göre maksimum değere ulaşan bir dizi toprak zarfı verir .

Bunun kavisli bir arıza yüzeyini dikkate aldığını unutmayın. Pasif koşulların varsayımını değerlendirmek zordur, ancak kasanın köşelerine yakın olarak kutu etkisi yeterli sertlik sağlamalıdır. Kutunun kenarlarının ortasına doğru bu varsayımın daha fazla incelenmesi gerekir.

Kütük spiral analizini gerçekleştirmenin geleneksel yolu grafikseldir. Yani bir ölçek çizimine göre ölçeklemek için bir günlük spiral şablonu oluşturmak ve onu A ve C noktalarının kısıtlamaları altında çizimin etrafında kaydırmaktır . ABC alanı, net bir maksimuma ulaşılana kadar her deneme için hesaplanır. Bununla birlikte, bunu hesaplamalı olarak gerçekleştirecek bir algoritma geliştirdik, bu yüzden grafiksel analize gerek yok.

Geometriğinize bağlı olarak, bir maksimumla karşılaşmayabilirsiniz, bunun yerine D noktasıyla sınırlı olabilirsiniz . Bu durumda DBC tarafından tanımlanan zarf ilgilenilen değer olacaktır.

Böyle bir analizin en zor yanlarından biri, en kötü durum temel koşulunu oluşturmak olacaktır. Ekipman konfigürasyonları, su seviyelerindeki dalgalanmalar ve potansiyel su giderme riskleri gibi diğer konular açısından hangi olayların çakışabileceğini belirlemek için dikkatli olunması gerekecektir. Geleneksel güvenlik yöntemlerinden daha fazlasını garanti eden, riske dayalı bir yaklaşım önerilebilir.


Genel bir bakış yerine, önerdiğiniz yöntemlerden birine dayanarak toprak basıncının nasıl hesaplanabileceğine dair basit bir örnek vermeniz yararlı olacaktır. Ayrıca Çelik Sac Kazık Tasarım El Kitabında çift duvarlı bir sandık içinde toprak basıncını hesaplamak için ilgili sayfaları da gösterebilir misiniz? Teşekkürler.
Soru Taşması

@QuestionOverflow ABD Çelik El Kitabı, sac yığınlarına uygulandığı şekliyle daha sık kullanılan yanal basınç hesaplama yöntemlerinin arkasındaki ilkeleri belirlemek için kullanışlıdır. Toprak yapısı (deformasyon) konularında özel bir endişe olması durumunda bunu dahil ettim. Elastik yöntemlerin önerildiği gibi kullanılması, toprak yapısı etkileşimini göz ardı eder ve bu nedenle gevşeme olmadığından tahmin edilen basınç daha yüksek olacaktır - bu doğa tarafından muhafazakardır.
AsymLabs

@QuestionOverflow Bu sorunu tam olarak ele alacak belirli bir kod veya yordamın farkında değilim. Log Spiral uygulanabilir çünkü başarısızlık zarfı gerçekçi bir kabul edilebilir, çünkü iki duvar arasındaki kumun başarısızlık düzlemi geometri tarafından kısıtlanacaktır. Boussinesq herhangi bir elastik malzeme için yararlıdır ve denklemler / girişler, temel varsayımlarla ilgili sorunları karşılamak için belirli problemler için değiştirilebilir. Başka bir teknik, sistemi FEM kullanarak modellemek olabilir, ancak tahmin edilen sonuç önerilen yöntemlerden daha iyi olmayabilir,
AsymLabs
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.