Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Томский государственный  архитектурно-строительный университет

КАФЕДРА МОСТОВ И СООРУЖЕНИЙ НА ДОРОГАХ

 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

На  тему: «Проверка на устойчивость подпорной стены

  против сдвига» 
 
 

Выполнила:                                                                   ст. гр. 235 Юргина Ю. 

Проверил:                                                      Акимов Б. Г. 
 
 
 
 

Томск – 2009

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Исходные данные……………………………………………………………..4
2. Оценка физико-механических свойств грунтов…………………………….5
3. Расчет устойчивости подпорной стены против сдвига…………………….6

Приложения  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Постановка  задачи

     Цель  работы - рассчитать подпорную стену – обеспечить условия, при которых ни одно из предельных состояний не наступит в течение всего периода её эксплуатации.

     Для этого требуется провести следующие  расчёты:

1. На прочность самой конструкции подпорной стены;
2. На прочность грунта основания;
3. На устойчивость положения самой подпорной стенки против сдвига по поверхности основания и против опрокидывания.

     Исходные  данные:

• Высота подпорной стены (Н) – 8,0 м;
• Ширина подошвы фундамента – 8,0 м;
• Грунт обратной засыпки – песок крупный;
• Грунт основания под подошвой фундамента – супесь.

     Подпорной стеной называется сооружение, удерживающее грунт от обрушения в откосах  насыпей и выемок.

     Степень заложения фундамента подпорной  стены является мелкого заложения.

     Толщина стены поверху должна быть не меньше 0,4 м, в данном случае она составляет 3 м.

     Глубина заложения подошвы фундамента подпорной  стены в основании должна быть не менее 1м. 

     Расчет  подпорных стен.

     Для конструирования и расчета подпорных  стен необходимо определить основные физико-механические характеристики грунтов  как естественного залегания  под фундаментом, так и засыпки, которую держит сама стена, используя  материалы инженерно-геологических  изысканий.

     Для устойчивости расчета подпорной  стены против сдвига необходимо определить физико-механические характеристики грунтов  основания и засыпки. Определив  полные названия грунтов и их основные физические и расчетные механические характеристики, составляем сводную  таблицу характеристик грунтов. 
 

1. Исходные  данные

     Исходными данными для выполнения работы являются два вида  грунтов (естественного  залегания и засыпки) и конструкция  железобетонной монолитной подпорной  стены.

      Данные  по грунтам представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Оценка  физико-механических свойств грунтов

     Для оценки устойчивости подпорной стены  на стадии ее эксплуатации необходимо определить основные физико-механические свойства грунтов как естественного  залегания под фундаментом, так  и засыпки, которую содержит сама стена.

     По  коэффициенту пористости характеризуется  вид песчаного грунта и его  плотность сложения. Чем меньше коэффициент  пористости е, тем меньше будет деформироваться грунт под нагрузкой. В данном случае представлена супесь (е = 0,484) и песок крупный (е = 0,524).

     По  числу пластичности J_p и по показателю консистенции J_L глинистые грунты являются полутвердыми, супесь – пластичной (J_p  = 0?07, J_L = 0,286).

       Определив полные названия грунтов  и их основные физические и  расчетные механические характеристики, составляем сводную таблицу оценки свойств грунтов (табл. 2.1). 

     Таблица 2.1.

     Основные  характеристики грунтов

 
 
 
 
 
 

3. Расчет  устойчивости подпорной  стены против сдвига

     Расчет  производится графоаналитическим способом ( метод Феллениуса), предполагая, что сдвиг стенки вместе с грунтом может произойти по круглоцилиндрической поверхности скольжения. Пример расчетной схемы представлен на рис. 3.1.

     Центры  критических кривых скольжения расположены  на прямой линии ВО. Откладывая от точки А расстояние, равное высоте засыпки Н, и затем в сторону засыпки 4,5Н, получаем точку В.

     Для определения точки О из точек А и Е проводим линии под углами:α= 25° и β= 35°. В пересечении этих линий получаем точку О. На линии ВО расположен центр кривой скольжения С, который определяется методом подбора.

     В основании залегает глина, следовательно, опасная поверхность скольжения проходит через ребро фундамента (точку Д).

     После определения радиуса R кривой скольжения разбиваем отсеченные участки засыпки и основания на ряд отсеков шириной 3-5 м и более, крайние отсеки могут быть меньшей ширины.

     Вычисляем углы наклона δ отрезков кривой скольжения к вертикали в пределах каждого  отсека:

  sin δ=X/R и cos δ=Y/R,

 где Х- расстояние от  середины отрезка кривой скольжения ( в границах отсека) до вертикального радиуса;

       Y-расстояние от линии Х до центра С;

       R- радиус кривой скольжения.

     Радиус  кривой скольжения составил 16,2 м. Грунты засыпки и основания разбиваем на 6 секторов, также расстояния Х и Y и длину кривой скольжения в отсеке L.

     Значения  sin δ принимаются со знаком “минус” для расстояний Х, отмеряемых вправо от вертикального радиуса, и со знаком “плюс”- влево.

     Определяем  вес Q каждого отсека на один погонный метр длины подпорной стены. Удельный вес бетона элементов подпорной стены принято 2,5 т/м³.

     Находим составляющие веса каждого отсека:

 N=Q· cos δ- нормальные силы;

 Т= Q· sin δ- касательные (сдвигающие или удерживающие силы).

      Результаты  расчета сведены в сводную  таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

 Результаты  расчета устойчивости подпорной стены против сдвига