Υπολογισμός ωθήσεων γαιών για τοιχείο αντιστήριξης

[Χ Επισκέπτης 1]

Για τον υπολογισμό των ωθήσεων γαιών λόγω του ιδίου βάρους του εδάφους καθώς και επιφανειακών φορτίων χρησιμοποιείται τη μέθοδο Rankine ή τη μέθοδο Coulomb;

[camelot]

Και τις δύο.

[tectonator]

Εάν πίσω από το τοίχο έχει επίπεδη επιφάνεια χρησιμοποιείς Rankine.

Εάν πίσω από το τοίχο έχεις έδαφος σε κλίση (πρανές) χρησιμοποιείς Coulomb.

Εάν πίσω από το τοίχο έχει επίπεδη επιφάνεια και χρησιμοποιήσεις την Coulomb θα καταλήξεις στο τύπο της Rankine.

[Χ Επισκέπτης 1]

Βλέπω σε κάποια προγράμματα να χρησιμοποιείται η Rankine ακόμα και αν έχουμε πρανές.

Επίσης, όταν χρησιμοποιούμε την κατά Coulomb μέθοδο δε λαμβάνουμε υπόψη μας την συνοχή © του εδάφους. Όταν δε αυτή είναι σημαντική τότε οδηγούμαστε σε τελείως διαφορετικά αποτελέσματα.

[camelot]

O Coulomb έκανε την απλοποιητική παραδοχή ότι η εδαφική μάζα που βρίσκεται πίσω από το εσωράχιο είναι απολύτως στερεά και ολισθαίνει κατά μήκος μιας επιφάνειας που δέχεται ότι είναι επίπεδη σε αντίθεση με τον Rankine που δέχεται ότι είναι καμπύλη (που είναι και η πραγματική επιφάνεια ολίσθησης).

Επίσης δέχεται ότι η επιφάνεια του τοίχου καθώς και η επιφάνεια των αντιστηριζόμενων γαιών είναι επίσης επίπεδες.

Οι γαίες θεωρούνται πάντα χωρίς συνοχή (c=0).

 

Αυτός είναι ο λόγος που χρησιμοποιούνται και οι δύο τρόποι υπολογισμού.

 

Επίσης, ένας ακόμη λόγος είναι ότι η μεθ. Rankine ορίζει την κατανομή των τάσεων (ωθήσεων) στο εσωράχιο του τοίχου ενώ η μεθ. Coulomb προσδιορίζει μόνο τη συνισταμένη δύναμη των ωθήσεων.

Έτσι εάν μας ενδιαφέρει η κατανομή των τάσεων (που μας ενδιαφέρει σχεδόν πάντα για να γίνει ο έλεγχος αντοχής του κορμού καθ ύψος) χρησιμοποιούνται και οι δύο τρόποι.

 

Εγώ στην πράξη δέχομαι κατά κανόνα c=0 αφού και για λόγους αποστραγγιστικούς επιχώνουμε με θραυστό υλικό που έχει μηδενική συνοχή.

[Χ Επισκέπτης 1]

Καλά έκανες camelot και μας τα θύμισες αλλά:

_ η εσωτερική κατανομή των τάσεων δεν με ενδιαφέρει αν οπλίσω με τον ίδιο οπλισμό από πάνω ως κάτω τον κορμό του τοίχου.

_ αν πάρα την κλίση του πρανούς μπορώ να χρησιμοποιήσω τη μέθοδο Rankine την προτιμώ

_ ακόμα και να βάλουμε κάποιο υλικό με c=0 για λόγους αποστράγγισης, ο όγκος του εδάφους που δίνει τις ωθήσεις γαιών είναι πολύ μεγαλύτερος (ειδικά σ' έναν μεγάλο τοίχο) οπότε δεν είναι οικονομικό να αγνοήσω τη συνοχή αυτού.

_ η μέθοδος Rankine αγνοεί τον συντελεστή τριβής δ μεταξύ εδάφους-τοίχου και αυτό δεν με πειράζει καθόλου αφού έτσι κι αλλιώς θα βάλω κάποιο υλικό για αποστραγγιστικούς λόγους πίσω ακριβώς από τον τοίχο το οποίο θα έχει άλλο δ πολύ μικρότερο απ' αυτό που θα είχα αν είχα το έδαφος του επιχώματος.

[Χ Επισκέπτης 1]

Επειδή έχω συνεκτικό έδαφος και κλίση του πρανούς δεν μπορώ να χρησιμοποιήσω τη μέθοδο του Rankine.

Η μέθοδος του Coulomb απ' την άλλη οδηγεί σε πολύ συντηρητικά αποτελέσματα ως προς τις ενεργητικές ωθήσεις και συνεπώς αντιοικονομική διαστασιολόγηση.

Κάποια άλλη μέθοδος υπάρχει;

Στο πρόγραμμα Larix-5M της Cubus γίνεται αναφορά στη μέθοδο Cullman. Γνωρίζει κάποιος περισσότερα;

[acnt]

Μπλέκεις άσχημα...

"Τοίχοι αντιστηρίξεως", Stiegler, εκδ. Γκιούρδας. Μπορείτε να το βρείτε στην βιβλιοθήκη του ΤΕΕ.

[camelot]

Η μέθοδος Culmann είναι γραφική μέθοδος που δεν νομίζω ότι μπορεί να φανεί περισσότερο χρήσιμη από τις άλλες δύο.

Η γραφοστατική ήδη έχει εγκαταλειφθεί (δεν διδάσκεται πια και έχει εξαιρεθεί από το πρόγραμμα σπουδών).

Ωστόσο, αν κάποιος θα ήθελε να ανατρέξει σε αυτήν ή να κάνει κάποιες συγκρίσεις με τα αποτελέσματα άλλων μεθόδων εκτός από το γνωστό βιββλίο του Stiegler υπάρχει και το βιβλίο Soils and Fountations των C.Liu, J. Evett με αρκετά και χαρακτηριστικά παραδείγματα της μεθόδου Culmann.

[tectonator]

Επειδή έχω συνεκτικό έδαφος και κλίση του πρανούς δεν μπορώ να χρησιμοποιήσω τη μέθοδο του Rankine.

 

 

Την συνοχή του εδάφους πως την προσδιόρισες? Εμπειρικά ή με τριαξονικές δοκιμές?

Καλύτερα πάντως είναι να θεωρείς c'=0 για τους υπολογισμούς σου.Με αυτό τον τρόπο διερευνείς την χείριστη δυνατή περίπτωση. Επίσης μία λανθασμένη επιλογή της τιμής c' αλλάζει σημαντικά το design σου και μπορεί να οδηγήσει σε επικίνδυνες καταστάσεις.

Αν πίσω από το τοίχο θα τοποθετήσεις backfill και θεωρείς ότι οι ωθήσεις σου προέρχονται μόνο από το backfill τότε το c' θα πρέπει να το λάβεις ως μηδέν.

Αν παρόλα αυτά θέλεις οπωσδήποτε να λάβεις υπόψη την συνοχή και θες να χρησιμοποιήσεις την Rankine Mehtod ορίστε οι τύποι για active και passive pressures κατά Rankine:

 

Pactive=Ka*γ*Z'cosβ - 2*c'*ριζα(Ka)

Ppassive=Kp*γ*Z*cosβ + 2*c'*ριζα(Kp)

 

όπου Ka= [cosβ-Ριζα(cos^2 β - cos^2 φ)] / [cosβ+Ριζα(cos^2 β - cos^2 φ)]

και Kp= [cosβ+Ριζα(cos^2 β - cos^2 φ)] / [cosβ-Ριζα(cos^2 β - cos^2 φ)]

 

β=κλίση πρανούς