Tính toán tường chắn đất (Theo lý thuyết tính toán áp lực đất lên tường chắn của culông)

Tài liệu trình bày số lượng tính toán; kích thước tường chắn đất; áp lực chủ động của đất lên tường chắn đất; xác định vị trí tâm trượt; vị trí mặt trượt...

(Trang 238 _ ALĐ&Tường chắn_Phan Trường Phiệt)

Loại đất 

K0

(Theo lý thuyết tính toán áp lực đất lên tường chắn của Culông)

Lý thuyết cần bằng giới hạn của khối rắn: giả thiết khối đất trượt sau tường chắn giới hạn bởi mặt trượt có hình dạng định trước, như một khối rắn ở trạng thái cần bằng giới hạn Giả thiết tính toán khối đất theo mặt trượt phẳng

1. Số liệu tính toán

1.0

Kích thước tường chắn đất

Số liệu địa chất nền tường chắn: N n đáề

Lực dính đơn vị trên mặt trượt tính toán c= 0

Kí hiệu các thông sốâ:

θ

β0

0A

A0B'

T0

TG

CO'

OOI

- G: Trọng lượng khối đất trượt, T/m.

- T: lực dính giữa khối đất nguyên với khối đất trượt tác dụng trên mặt trượt, T/m

- Ha: chiều cao áp lực đất của tường chắn, m

- A, B: Hệ số không thứ nguyên

1.8

0.5 x 0^2 x (1+0) x (1+0)1-0 x 1.63312393531954E+016

0-9.81-6.67 x (1-0 x 0.36) =

= 66.96-0 x 0.36+6.67 x (0+0+0.36-0x0x0.36) =

- T0: lực dính lưng tường với khối đất trượt, tác dụng lên mặt lưng tường, T/m

- θ0: Góc mặt trượt làm với phương nằm ngang, độ

- θ: Góc mặt trượt làm với phương thẳng đứng, độ

-z0: độ sâu của điểm có áp suất chủ động bằng không, m

-h0: Độ sâu kẽ hở tiếp giáp giữa đất đắp với lưng tường, m

-hn: Độ sâu kẽ nứt thẳng đứng phát triển trong khối đất đắp, m

-A0, B0: Chỉ số về kích thước hình học của khối đất đắp

- D0, Dn: Chỉ số về lực dính tác dụng lên lưng tường, lên mặt trượt

n

Ha c

0

d Hn c

Dn

) 90 ( tg tg 1

) tg 1 )(

tg tg 1 ( a 2

1 S

0 2

tg S 2

hn 2

) d ' H

'.(

H

S tg

2

) d ' H '.(

tg tg

K

K 1 B A

tg K

K B

A 1 2 M

1 2 0 1

B

A

2 x (1+1.43 x 0.48 x 0)

= 1.401.43 x (1-2.03 x 0)-0

-2.03-0.48 x (1.43-0)

= -1.901.43 x (1-2.03 x 0)-0

đi qua tường đỉnh

3.Áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp mặt đất gãy khúc có tải trọng tập trung tác dụng bất kỳ

tg tg

K

K 1 B A

tg K

K B

A 1 2 M

2 1 2 0 1

tg tg

K

K 1 B A

tg B

A K

K K

K M

2 1 2 0 2 1 2

) B tg A )(

tg tg

1

(

tg K tg K K

OO

ϖ P

Btg.A

tg.tg1S.Ecd

Ha

Ecd 2

p0

1

h Ha

Ecd 2 p

0 2 4 6 8

b

b a 2

1 tg tg Hn tg Hn 2

1 tg

Hn tg

H a

S

Góc với hợp bởi tác dụng tải trọng với phương thẳng đứng

Công thức tính lực đẩy E( trang 127- sách Áp Lực Đất và Tường Chắn, tác giảPhan Trường Phiệt)

-1.94-0.24 x (1.43-0)

=1.43 x (1+-1.94 x 0)-0

ϕ0

θ

β0

0A

A0B'

T0

TG

CO'

OOI

A )(

tg tg 1 (

tg K tg

K K

E

2 P 2 P

1 p

)tg.tg1(cos.P

K0P

)tg.tg.tgtg

tgtg

(cos.P

tg)

tgtg

(cos.P

P 1

KK

tg tg

K

K 1 B A

tg K

K B

A 1 2 M

P 2 P 1

P 2 P 0 1

tg tg

K

K 1 B A

tg B

A K

K K

K M

P 2 P 1 P 2 P 0 P 2 P 1 2

ER

U

T0b

+ Khoảng cách từ điểm đặt lực Ex so với mép ngoài chân tường chắn.

Được xác định bằng trị số tgθ tính từ phương trình bậc hai

) B tg

A )(

tg tg 1 (

tg K tg

K K

E

2 P 2 P

1 p

B tg A

tg tg 1 S Ecd

Ha

Ecd 2

p0

1

h Ha

Ecd 2 p

0 2 4 6 8

b a 2

1 tg tg Hn tg Hn 2

1 tg

Hn tg

H a

S

+ P: Tổng các thành phần tải trọng tác dụng lên tường chắn có phương vuông

góc với mặt trượt tính toán, ứng với lúc tường chắn ở trạng thái cân bằng giới hạn

+ b: Chiều rộng đáy móng( tức chiều rộng của mặt trượt tính toán)

+ U: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên móng ứng với chiều rộng mặt trượt

Thành phần thẳng đứng của áp lực đất tĩnh bằng

Áp lực đất do hoạt tải gây ra, xác định theo công thức

Khoảng cách từ vị trí đặt tải tới tường chắn đất.a= 1.0

Kết quả tính toán ghi ở bảng

- Tổng mômen các lực chống lâït quanh mép trước móng của tường chắn đất.

+ Toạ độ trọng tâm của mặt cắt tường chắn

- Trường hợp tải trọng chịu nén lệch tâm

Tính đáy móng trên 1 mdài nền có hình chữ nhật:

Tgh Kat

m

k n

F

x F x F x F x F x F x F

x

K M

Mg Kat

L

b

b

e 6 1 F P

Pmax(min)

Lý thuyết cần bằng giới hạn của khối rắn: giả thiết khối đất trượt sau tường chắn giới hạn bởi mặt trượt có hình dạng định trước, như một khối rắn ở trạng thái cần bằng giới hạn

1.82.01.020.0 độ

- T: lực dính giữa khối đất nguyên với khối đất trượt tác dụng trên mặt trượt, T/m.

0.00

-16.4769.39: lực dính lưng tường với khối đất trượt, tác dụng lên mặt lưng tường, T/m

(m2)

0 độCông thức tính lực đẩy E( trang 127- sách Áp Lực Đất và Tường Chắn, tác giả

θ0-ϕ

900-(ω+ θ0−ϕ)U

+ω

P

36.68 độ

1.8 x (-8.14+66.36 x 0.74-34.18 x 0.74^2(1-0 x 0.74) x (0.872 x 0.745+0.61)

độ

0.00

+ Khoảng cách từ điểm đặt lực Ex so với mép ngoài chân tường chắn

S: Diện tích phần khối đất trượt giới hạn bởi mặt phẳng nghiêng một góc β và

m2

0 2 4 6 8

Tường chắn đất xây dựng trên nền đá thường phải kiểm tra ổn định về hai mặt.

+ P: Tổng các thành phần tải trọng tác dụng lên tường chắn có phương vuông

góc với mặt trượt tính toán, ứng với lúc tường chắn ở trạng thái cân bằng giới hạn

+ b: Chiều rộng đáy móng( tức chiều rộng của mặt trượt tính toán)

+ U: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên móng ứng với chiều rộng mặt trượt

+ Ebđ: Áp lực bị động của khối đất trước tường chắn đã xét đến điều kiện làm việc

Công thức tính áp lực đất( trang 246, sách Áp Lực Đất và Tường Chắn Đất)

KẾT QUẢ TÍNH TỐN

213.25 (T.m) 63.18 (T) TÍNH TOÁN CỐT THÉP

KHÔNG CẦN KIỂM TÓÁN THEO LỰC CẮT KHÔNG CẦN TĂNG TIẾT DIỆN HOẶC MÁC BT

KHÔNG CẦN TÍNH CỐT THÉP XIÊN

KẾT QUẢ TÍNH TỐN

213.25 (T.m) 63.18 (T) TÍNH TOÁN CỐT THÉP

KHÔNG CẦN TĂNG TIẾT DIỆN HOẶC MÁC BT

KHÔNG CẦN TÍNH CỐT THÉP XIÊN

KẾT QUẢ TÍNH TỐN

213.25 (T.m) 63.18 (T) TÍNH TOÁN CỐT THÉP

KHÔNG CẦN KIỂM TÓÁN THEO LỰC CẮT KHÔNG CẦN TĂNG TIẾT DIỆN HOẶC MÁC BT

KHÔNG CẦN TÍNH CỐT THÉP XIÊN

(Theo lý thuyết tính toán áp lực đất lên tường chắn của Culông)

Lý thuyết cần bằng giới hạn của khối rắn: giả thiết khối đất trượt sau tường chắn giới hạn bởi mặt trượt có hình dạng định trước, như một khối rắn ở trạng thái cần bằng giới hạn Giả thiết tính toán khối đất theo mặt trượt phẳng

1. Số liệu tính toán

1.0

Kích thước tường chắn đất

θ

β0

0A

A0B'

T0

TG

CO'

OOI

1.85 m

Số liệu địa chất nền tường chắn: N n đáề

Lực dính đơn vị trên mặt trượt tính toán c= 0

Kí hiệu các thông sốâ:

- G: Trọng lượng khối đất trượt, T/m

- T: lực dính giữa khối đất nguyên với khối đất trượt tác dụng trên mặt trượt, T/m

- Ha: chiều cao áp lực đất của tường chắn, m

- A, B: Hệ số không thứ nguyên

1.8

0.5 x 0^2 x (1+0) x (1+0)1-0 x 1.63312393531954E+016

- E: lực đẩy của đất lên tường chắn, T/m

- T0: lực dính lưng tường với khối đất trượt, tác dụng lên mặt lưng tường, T/m

- θ0: Góc mặt trượt làm với phương nằm ngang, độ

- θ: Góc mặt trượt làm với phương thẳng đứng, độ

-z0: độ sâu của điểm có áp suất chủ động bằng không, m

-h0: Độ sâu kẽ hở tiếp giáp giữa đất đắp với lưng tường, m

-hn: Độ sâu kẽ nứt thẳng đứng phát triển trong khối đất đắp, m

-A0, B0: Chỉ số về kích thước hình học của khối đất đắp

- D0, Dn: Chỉ số về lực dính tác dụng lên lưng tường, lên mặt trượt

h0=0.25 b=

Ha=H-h0=

d=H'.tgα.tgβ=

2 45 tg c 2

n

Ha c

0

d Hn c

Dn

) 90 ( tg tg 1

) tg 1 )(

tg tg 1 ( a 2

1 S

0 2

tg S 2

hn 2

) d ' H

'.(

H

S tg

2

) d ' H '.(

H

B0

-2.03-0.48 x (1.43-0)

= -1.901.43 x (1-2.03 x 0)-0

đi qua tường đỉnh

2

) d ' H '.(

tg tg

K

K 1 B A

tg K

K B

A 1 2 M

2 1 2 0 1

B

A

tg tg

K

K 1 B A

tg B

A K

K K

K M

2 1 2 0 2 1 2

) B tg A )(

tg tg

1

(

tg K tg K K

Btg.A

tg.tg1S.Ecd

Ha

Ecd 2

p0

b a 2

1 tg tg Hn tg Hn 2

1 tg

Hn tg

H a

S

Góc với hợp bởi tác dụng tải trọng với phương thẳng đứng.

T/m2

T/m2(với h1=

3.Áp lực tác dụng lên tường chắn trong trường hợp mặt đất gãy khúc có tải trọng tập trung tác dụng bất kỳ

Khi có tải trọng tập trung P tác dụng làm với phương thẳng đứng một góc

ω=

θ0θ α

ϕ0

θ

β0

0A

A0B'

T0

TG

CO'

OOI

p0

1

h Ha

Ecd 2 p

0 2 4 6 8

ER

U

T0b

Công thức tính lực đẩy E( trang 127- sách Áp Lực Đất và Tường Chắn, tác giảPhan Trường Phiệt).

Phương lực đẩy

33.32

- Thành phần nằm ngang của áp lực đẩy

(K0, K1, K2 đã tính trong trường hợp trên)

A )(

tg tg 1 (

tg K tg

K K

E

2 P 2 P

1 p

)tg.tg1(cos.P

K0P

)tg.tg.tgtg

tgtg

(cos.P

tg)

tgtg

(cos.P

P 1

KK

tg tg

K

K 1 B A

tg K

K B

A 1 2 M

P 2 P 1

P 2 P 0 1

tg tg

K

K 1 B A

tg B

A K

K K

K M

P 2 P 1

P 2 P 0 P 2 P 1 2

) B tg

A )(

tg tg 1 (

tg K tg

K K

E

2 P 2 P

1 p

B tg A

tg tg 1 S Ecd

Ha

Ecd 2

p 0

1

h Ha Ecd 2 p

0 2 4 6 8

b a 2

1 tg tg Hn tg Hn 2

1 tg

Hn tg

H a

S

Tải trọng giới hạn gẫy trượt phẳng tính theo công thức.

Trong đó:

+ P: Tổng các thành phần tải trọng tác dụng lên tường chắn có phương vuông

góc với mặt trượt tính toán, ứng với lúc tường chắn ở trạng thái cân bằng giới hạn

+ b: Chiều rộng đáy móng( tức chiều rộng của mặt trượt tính toán)

+ U: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên móng ứng với chiều rộng mặt trượt

Thành phần thẳng đứng của áp lực đất tĩnh bằng

Áp lực đất do hoạt tải gây ra, xác định theo công thức

Khoảng cách từ vị trí đặt tải tới tường chắn đất.a= 1.0

Kết quả tính toán ghi ở bảng

- Tổng mômen các lực chống lâït quanh mép trước móng của tường chắn đất.

+ Toạ độ trọng tâm của mặt cắt tường chắn

- Trường hợp tải trọng chịu nén lệch tâm

Tính đáy móng trên 1 mdài nền có hình chữ nhật:

Tgh Kat

m

k n

F

x F x F x F x F x F x F

x

K M

Mg Kat

L

Chiều rộng đáy móng: b= 6.0 m

Pmax(min)

Lý thuyết cần bằng giới hạn của khối rắn: giả thiết khối đất trượt sau tường chắn giới

hạn bởi mặt trượt có hình dạng định trước, như một khối rắn ở trạng thái cần bằng giới hạn

Trường h p c  th  cho mái kè h u Lũngợ ụ ể ữ

H= 3 3 Trong trường h p đ t dính, mái đât ph ng b  qua gĩc ma sát gi a đ t và tợ ấ ẳ ỏ ữ ấ ường ch nắ

T/m3T/m2T/m2

* trường h p ợ β=φo=co=α=0: lực dính lưng tường với khối đất trượt, tác dụng lên mặt lưng tường, T/m

Dn

Ha c

0

2 45 tg c 2

n

-16.4769.39

θ0-ϕ

900-(ω+ θ0−ϕ)U

+ω

P

Công thức tính lực đẩy E( trang 127- sách Áp Lực Đất và Tường Chắn, tác giả

độ

+ Khoảng cách từ điểm đặt lực Ex so với mép ngoài chân tường chắn

Tường chắn đất xây dựng trên nền đá thường phải kiểm tra ổn định về hai mặt

S: Diện tích phần khối đất trượt giới hạn bởi mặt phẳng nghiêng một góc β và

m2

0 2 4 6 8

+ P: Tổng các thành phần tải trọng tác dụng lên tường chắn có phương vuông

góc với mặt trượt tính toán, ứng với lúc tường chắn ở trạng thái cân bằng giới hạn Công thức tính áp lực đất( trang 246, sách Áp Lực Đất và Tường Chắn Đất)

+ b: Chiều rộng đáy móng( tức chiều rộng của mặt trượt tính toán)

+ U: Áp lực đẩy nổi của nước tác dụng lên móng ứng với chiều rộng mặt trượt

Áp lực đất do hoạt tải gây ra, xác định theo công thức

+ Ebđ: Áp lực bị động của khối đất trước tường chắn đã xét đến điều kiện làm việc

Công thức tính áp lực đất( trang 246, sách Áp Lực Đất và Tường Chắn Đất)

2

Cos

H2

1P

z

P

OP

eb

H2* Ko Ko tra b ng  ng v i đ t ch t do đ m là 0,8( b ng 6,1 giáo trình c  h c đ t trả ứ ớ ấ ặ ầ ả ơ ọ ấ ường ĐHTL)

Đi m đ t cách đáy tể ặ ường H/3

0.883cos^2 ( )*cos ( 0+ )α φ α = 0.966

(sin ( + 0)*sin ( ­ ))φ φ φ β = 0.196

cos( 0+ )*cos( ­ )φ α β α = 0.966

T/m

T/m

áp l c phân b  theo lu t b c 1 v i Ecd có đi m đ t t i H/3ự ố ậ ậ ớ ể ặ ạ

Trong trường h p đ t dính, mái đât ph ng b  qua góc ma sát gi a đ t và tợ ấ ẳ ỏ ữ ấ ường ch nắ

= 0.671T/m

γKcd xác đ nh theo công th cị ứ

.

c

Dn

2 45

-B.tgα+Dn.(tgα+tgβ+tgφ-tgα.tgβ.tgϕ).tgα-Dn-D0.(tgα+tgϕ).tgβ=

Công thức tính áp lực đất( trang 246, sách Áp Lực Đất và Tường Chắn Đất).Áp lực đất do hoạt tải gây ra, xác định theo công thức.

Ko tra b ng  ng v i đ t ch t do đ m là 0,8( b ng 6,1 giáo trình c  h c đ t trả ứ ớ ấ ặ ầ ả ơ ọ ấ ường ĐHTL)

Taluy m: để tính góc ( b ) 1.5 Các thông số cơ bản

Lưng tường góc (a) 0 Độ Hn = 2*C*tang(45+F/2) /g 

9.285 9.807 18.681

NC

2 T/m2

30 Độ 2.1 T/m3

Đạt yêu cầu

(trang 53-áp lực đất và tường chắn đất-P-T-Phiệt)

Ao=Chỉ số về kích thước hình học của khối đất đắp

Bo=Chỉ số về kích thước hình học của khối đất đắp

Do=Chỉ số về lực dính tác dụng lên lưng tường

Dn=Chỉ số về lực dính tác dụng lên mặt trượt

(Trang 79-áp lực đất và tường chắn đất-P-T-Phiệt)