Как определить боковое давление земли в коффердаме с двойными стенками?

Конструкция подпорной стенки, обычно включает в себя определение бокового давления грунта с использованием либо теории Ренкина или теории Кулона. Обе теории включают мобилизацию сопротивления сдвигу треугольного клина почвы, простирающегося на значительное расстояние от основания стены.

В случае коффердама с двойными стенками, такого как тот, что на рисунке ниже, короткое расстояние между двумя стенами не позволит такому разрушающему клину простираться до самого дна. В каком случае, как можно определить давление грунта из материала, заполненного песком, между двумя стенами?

Из того, что я прочитал, вы смотрите на давление, которое оказывает на них песок между шпунтовым шпунтом. В этом случае я вижу две возможности: (1) логарифмический анализ или (2) упругий анализ Буссинеска .

Лог-спиральный анализ

Анализ бревенчатой ​​спирали предполагает, что давление почвы мобилизуется почвенной массой, которая имеет форму кривой бревенчатой ​​спирали. Это обычно используется для раскопанных траншей, и кривая массы должна пересекать поверхность в перпендикуляре. Анализ не является детерминированным, поэтому рекомендуется использовать метод проб и ошибок (масштабированный), но мы разработали компьютерный алгоритм, который выполняет этот процесс проб и ошибок в вычислительном отношении.

В этом случае, однако, в своем анализе проб и ошибок вы можете считать, что кривая должна происходить в геометрических пределах расстояния между сложенными стенами. Так что это может представлять собой реалистичное условие.

Предполагается, что бревенчатая спираль применима ко всем проблемам пассивного удержания почвы. Я думаю, что это предположение будет применимо к вашей ситуации, но это то, что должно быть проверено.

Теория упругости Буссинеска

Теория Буссинеска может использоваться для рассмотрения проблем бокового (и вертикального) давления, где деформация не происходит. В вашем случае деформация, скорее всего, произойдет, но при условии, что она не может привести к более высоким напряжениям / давлениям, чем ожидалось (в теории нет расслабления), поэтому это будет консервативный результат.

Также существует предположение об упругом полупространстве в теории Буссинеска. Как ваша система ограничена гидростатическим давлением, то можно считать себя в качестве упругого полупространства. Но потребуется больше информации.

Другие соображения

Очень хорошим, всеобъемлющим, но устаревшим источником информации является Руководство по проектированию стальных шпунтовых свай (1984) . Сотовые коффердамы и анализ давления включены, однако, и копию можно посмотреть на scribd.com здесь .

На предоставленной фотографии нет никаких сомнений в том, что по области между сваями будет проходить строительство. Я использовал Boussinesq (с изменениями) специально для этой цели в предыдущих проектах, чтобы структура могла выдержать эти нагрузки. Это еще один очень важный вопрос, который необходимо изучить - он потребует анализа конкретного оборудования, схем пути и нагрузок - в основном данных производителей оборудования. Ваш анализ также должен быть тесно скоординирован с программой строительства, чтобы включать номера и возможные конфигурации оборудования, которое будет использоваться. Задача не из легких.

Схема предлагаемого анализа

На рисунке ниже показан предложенный подход. Конечно, не известны все условия, например, расположение дна моря / реки, гидростатические условия между удерживающими элементами из шпунтовых свай и т. Д.

Строительные нагрузки в верхней части секции могут быть смоделированы с использованием шаблонов / следов гусениц и соответствующих нагрузок. Теория Буссинеска используется для вычисления боковых напряжений в удерживающей структуре, как показано желтой и зеленой оболочками напряжений, и они могут быть наложены, чтобы приспособиться к любой конфигурации нагрузки поверхности, которая желательна.

Однако анализ бревенчатой ​​спирали представляет собой итерационный процесс, в котором начало кривой в точке O должно быть возмущено так, чтобы кривая всегда пересекала точку A под прямым углом, а также пересекала точку C в основании выемки. Это приводит к серии почвенных конвертов в пределах ABC , которые достигают максимальное значение , как показано на кривой и точки выше точки А .

Обратите внимание, что это учитывает изогнутую поверхность отказа. Предположение о пассивных условиях трудно оценить, но вблизи углов коффердама эффект коробки должен обеспечивать достаточную жесткость. В отношении центра сторон коробки это предположение требует дальнейшего изучения.

Традиционный способ проведения анализа спирального бревна - графический. То есть , чтобы построить шаблон журнала спиральной шкале в соответствии со шкалой чертежа и переместить его вокруг рисунка при ограничениях точек A и C . Площадь ABC рассчитывается для каждого испытания, пока не будет достигнут четкий максимум. Однако мы разработали алгоритм, который будет выполнять это в вычислительном отношении, поэтому графический анализ не требуется.

В зависимости от вашей геометрии, вы не можете столкнуться максимум, вместо этого вы можете быть ограничены точкой D . В этом случае конверт, определенный DBC, будет представлять интерес.

Одним из наиболее сложных аспектов такого анализа будет определение базового условия наихудшего случая . Потребуется тщательное рассмотрение, чтобы определить, какие события могут совпадать, с точки зрения конфигурации оборудования, колебаний уровня воды и других проблем, таких как потенциальные риски обезвоживания. Можно посоветовать подход, основанный на оценке риска, который оправдывает больше, чем традиционный фактор методов безопасности.