Давление грунтов на подземные сооружения

Напряженное состояние грунтов до и после проведения выработки

До проведения выработки и до возведения подземного сооружения грунт в неограниченном массиве находится в состоянии естественного или геостатического равновесия при действий собственного веса. При этом на глубине Z в массиве грунта (рис. 1) действуют следующие сжимающие напряжения (давления):

012вертикальные 013

горизонтальные 014

где 015 - средний объемный вес вышележащих грунтов; 016 - коэффициент бокового давления грунта в условиях естественного залегания.

Проведение открытой или подземной выработки изменяет условия равновесия массива грунта и приводит к возникновению в нем деформаций и к перераспределению напряжений.

Давление грунта на подземные сооружения оказывается иным, чем давление в нетронутом массиве на той же глубине, так как:

во-первых, сооружения обладает другой жесткостью, чем грунт,

во-вторых, перемещения грунта успевают произойти в период времени между разработкой грунта и возведением сооружения, наконец,

в-третьих, между сооружением и массивов остаются зазоры, допускающие некоторые перемещения грунта.

Давление, оказываемое грунтом на сооружение, зависит от глубины заложения и жесткости последнего; влажности и степени уплотнения грунта над сооружением и особенно рядом с ним и от способа возведения сооружения Следует различать три основных случая возведения сооружения;

- сооружение в насыпи (рис. 2, а), возведенное или уложенное непосредственно на поверхности земли или в очень небольшом по сравнению с шириной выемки углублении с последующей засыпкой; так обычно сооружаются водопропускные трубы под дорожными насыпями;

- сооружение в выемке или траншее (рис 2 б), когда оно возводится или укладывается в открытой выработке, имеющей небольшую по сравнению с глубиной ширину и ограниченной более или менее твердыми стенками; пространство рядом с сооружением и над ним заполняется грунтом; так обычно укладываются трубопроводы водоснабжения, канализационные коллекторы, водостоки и др ;

- сооружение, возведенное закрытым способом (рис 2 в), при котором массив грунта не нарушается с поверхности, этот способ применяется при строительства туннелей и при бестраншейной прокладке трубопроводов.

017

Давление грунта на подземное сооружение не остается постоянным, а меняется вследствие изменения температурно-влажностных условий и ползучести грунта, В большинстве случаев давление на сооружение постепенно нарастает с течением времени, достигая наибольшей величины через некоторый промежуток времени, с последующим иногда уменьшением.

Для определения давления на подземные сооружения от грунта последний рассматривают либо в качестве упругой, либо в качестве сыпучей среды.

Первая расчетная модель применима в тех случаях, когда напряжения в массиве грунта после проведения выработки значительно меньше разрушающих. Если же в наиболее напряженных областях грунта наступает разрушающее, то примерная расчетная модель сыпучей среды, находящейся в состоянии предельного равновесия.

018

Давление на подземное сооружение, расположенное ниже уровня свободной подземной воды, определяют как совместное давление грунта во взвешенном состоянии и воды. При этом для расчета берется наивыгоднейший уровень подземной воды.
Давление на подземное сооружение неустойчивых водонасыщенных грунтов (плывунов) принимается по гидростатическому закону.

При расчете подземных сооружении по первому предельному состоянию нормативные нагрузки умножаются на коэффициенты перегрузки n, принимаемые по табл:

При этом значения коэффициентов перегрузки, меньшие единицы, относятся к случаям, когда данная нагрузка уменьшает расчетное суммарное воздействие.

При расчете подземных сооружений с учетом дополнительных или особых сочетании величины расчетных временных нагрузок принимаются с коэффициентами 0,9 и 0,8 соответственно.

 

Вы можете добавить комментарий:


Поиск по сайту:
Чаще всего читают статьи:
Полезная информация:
Популярные статьи: