Проверка положения равнодействующей

Расчет М _II и N _II ведется по формуле (4.9) при коэффициентах надежности по нагрузке = 1 с использованием данных табл. 1.

Эксцентриситет.

е₀ = = = 1,68 м;

0,5 м;

3,36 > = 0,8.

т.е. и эта проверка 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.

Обоснование необходимых изменений должно вытекать из анализа факторов, обуславливающих невыполнение проверок. В рассмотренном примере все они фактически связаны с видом эпюры напряжений по подошве фундамента — 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, крен стены и, в конечном счете, ее опрокидывание.

Анализируя структуру составляющих момента М₁ по табл. 1, замечаем, что основной вклад в него дает активное давление Е_а; 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 из условия (4.3), то есть при р_min = 0:

При плече 2,4 м получаем, что активное давление должно быть понижено до значения Е_а = 184/2,4 = 76,7 кН, то есть в 3,5 раза. Теперь обращаемся к формулам (3.2, 3.3).

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

Это три фактора — углы ц, д, е. Рассмотрим возможность их изменения.

• 1. Угол внутреннего трения засыпки; по заданию в примере ц = 28⁰ (мелкий песок). Известно, что с увеличением крупности песка угол внутреннего трения увеличивается. При выборе значений ц для уменьшения активного давления засыпки рекомендуется принимать для пылеватых песков ц = 30…34⁰; мелких — ц = 32…36⁰; песков средней крупности — ц = 35…38⁰; крупных и гравелистых ц = 38…40⁰. Для рассматриваемого примера при засыпке гравелистым песком можно принять ц = 40⁰.
• 2. Угол трения грунта засыпки о стену. В примере задано д = 1⁰, то есть трение почти отсутствует. В то же время с ростом д активное давление уменьшается. Практически для обычных массивных стен можно принять д = 0,5 · ц = 20⁰. При специальной обработке поверхностей задней грани можно принять предельное значение д = ц.
• 3. Угол наклона задней грани е существенно влияет на активное давление, причем наклон в сторону засыпки (е < 0) снижает его.

Проще всего требуемое значение е определить графически, уже освоенным построением Понселе. Например, здесь при значениях ц = 40⁰; д = 20⁰ и е = - 15⁰ получаем площадь треугольника Ребхана 4,28 м² и соответственно активное давление 77 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.