Определение сил, действующих на стабилизирующую сваю
Силы, действующие на стабилизирующую сваю определяются с помощью расчёта устойчивости откоса. При расчёте коэффициента устойчивости SF вычисляют равновесие сил на блоках грунта над поверхностью скольжения. На вертикальных плоскостях между отдельными блоками предполагается действие межблочных сил Fi. Определение величины этих сил - один из шагов в расчёте коэффициента устойчивости. Если блоки грунта находятся точно в состоянии предельного равновесия, то межблочные силы в начале и конце поверхности скольжения равны нулю. Предельный коэффициент устойчивости SFlim, для которого было получено это предельное равновесие, рассматривается как фактический коэффициент устойчивости данной поверхности скольжения. Эпюра межблочных сил вдоль длины оползания именуется линией давления. Силы действующие на стабилизирующую сваю определяются из эпюры линий давления требуемого коэффициента устойчивости SFs.
Следующий рисунок показывает различные типы распределения межблочных сил Fi (линий давления). График a) показывает эпюру сил Fi в состоянии предельного равновесия с нулевыми значениями в начале и конце эпюры. Это свидетельствует о том, что данное состояние достигнуто для коэффициента устойчивости SFlim, который точно выражает степень безопасности данной поверхности скольжения. График б) показывает линию давления, вычисленную для более высокого коэффициента устойчивости, чем SFlim. В верхней части принимаем допущение нулевой силы Fn, а в нижнем конце сдвигающей силы получаем ненулевое значение силы F0,b . Это значит, что для того, чтобы получить коэффициент устойчивости SF, в подошве откоса теоретически должна действовать сила давления величиной F0,b. График c) показывает линию давления для коэффициента устойчивости SF более высокого, чем SFlim. Исходя из предпосылки нулевой силы F0 на нижнем конце поверхности скольжения, на её верхнем конце получаем неуравновешенную силу Fn,c.. Для того, чтобы достигнуть для коэффициента устойчивости SF равновесия, должна теоретически в верхнем конце поверхности скольжения действовать растягивающая сила такой величины. График d) показывает распределение межблочных сил в случае, что в точке x находится стабилизирующая свая. Часть эпюры ниже заданной сваи исходит из графика c) и служит для определения величины пассивной силы P в точке x. Над сваей принимается распределение в соответствии с графиком b) и в точке x определяется величина активной силы T. Разность значений P и T - это и есть соответствующая сила, которую воспринимает стаби0лизирующая свая.
Эпюра межблочной силы давления Fi
Подписи к рисунку:
a) эпюра для коэффициента устойчивости SF = SFlim (F0 = 0 a Fn = 0)
b) эпюра для коэффициента устойчивости SF > SFlim с нулевым значением на верхнем конце
c) эпюра для коэффициента устойчивости SF > SFlim с нулевым значением на нижнем конце
d) эпюра для коэффициента устойчивости SF со стабилизирующей сваей в точке x