ANNONSER:
når en jordmasse beholdes på et høyere nivå av en støttemur, har den beholdte massen av jorda en tendens til å glide og anta en flat skråning for likevekt, som motstås av støttemuren. Dette utøver trykk på støttemuren, som er kjent som lateral jordtrykk. Vanligvis, støttemur er konstruert først og deretter jord bak veggen er backfilled; derfor er beholdt jord ofte kalt backfill. Baksiden av veggen er enten vertikal eller litt tilbøyelig til vertikal og sidetrykket er litt tilbøyelig til det horisontale på grunn av veggfriksjon og helling av baksiden av veggen.
størrelsen på det laterale jordtrykket avhenger av følgende faktorer:
I. Type Og omfang av bevegelsen av veggen og den resulterende horisontale belastningen i fyllingen.
ANNONSER:
ii. Egenskaper til etterfyllingsmaterialet, inkludert tetthet (γ), kohesjon (c) og skjærmotstandsvinkel (ɸ).
iii. Grunnvann forhold i tilbakefylling som dybde av vannspeilet og avsetning for drenering.
iv. grad av grovhet av overflaten på baksiden av holdeveggen.
v. Helling på baksiden av støttemuren.
ANNONSER:
Vi. Dybde på støttemuren, det vil si høyden på fyllingen som skal beholdes.
vii.Helling av fyllingsflaten med horisontal.
viii. Tilleggsbelastninger på etterfyllingsflaten, for eksempel trafikkbelastninger eller eventuelle tilleggskonstruksjoner.
Typer Lateral Jordtrykk:
det er tre grunnleggende typer lateral jordtrykk.
ANNONSER:
De er:
1. Aktivt jordtrykk.
2. Passivt jordtrykk.
3. Jordtrykk i ro.
ANNONSER:
Disse tre grunnleggende typer lateral jordtrykk er omtalt nedenfor:
1. Aktivt Jordtrykk:
Figur 15.1 (a) viser en støttemur med høyde H med en fylling som har en horisontal overflate. Hvis støttemuren ikke var der, ville fyllingen påta seg en stabil flat skråning. Vi vet at sammenhengende jordarter antar en stabil skråning som er lik vinkelen av intern friksjon uten sidestøtte. Derfor, når en fylling beholdes, har kilen av jord over en viss skråning en tendens til å glide og bevege seg bort fra resten av fyllingen for likevekt. Dette har en tendens til å skyve eller rotere veggen bort fra fyllingen hvis veggen er fri til å bevege seg eller rotere.
bevegelsen av veggen vekk fra fyllingen forårsaker utvidelse av fyllingen, noe som resulterer i spenningsfrigjøring, og reduserer dermed det laterale jordtrykket. Dermed er jo mer bevegelsen av veggen vekk fra fyllingen, jo mer er den horisontale belastningen i fyllingen, i form av ekspansjon, og jo mindre er det laterale jordtrykket. Først når veggen er i hvilemodus, blir et typisk element av fylling på en hvilken som helst dybde utsatt for vertikal stress på grunn av selvvekt av jord over elementet og lateral jordtrykk i horisontal retning. Stressstaten for jordelementet er representert Ved Mohrs sirkel (I) I Fig. 15.1 (b), HVOR OB er vertikal stress og OA1 er det laterale jordtrykket i ro.
når det laterale jordtrykket har en tendens til å skyve eller rotere veggen bort fra fyllingen, forårsaker bevegelsen av veggen bort fra fyllingen utvidelse av fyllingen, noe som resulterer i spenningsfrigivelse, og reduserer dermed det laterale jordtrykket. Dermed er jo mer bevegelsen av veggen vekk fra fyllingen, jo mer er den horisontale belastningen i fyllingen, i form av ekspansjon, og jo mindre er det laterale jordtrykket.
ANNONSER:
Dette er vist I Fig. 15.1 (b), ved mohrs sirkel (II), der σ = σ3 = OA2 er det reduserte laterale jordtrykket mens det vertikale stresset, lik σ σ1 = OB, forblir konstant. Nedgangen i det laterale jordtrykket forårsaker dermed økning i diameteren Av Mohrs sirkel, noe som får Den til å nærme Seg Coulombs feilkuvert.
nedgangen i det laterale jordtrykket på grunn av bevegelse av veggen vekk fra fyllingen og påfølgende ekspansjon og spenningsfrigjøring fortsetter til Mohrs sirkel berører Coulombs feilkuvert av fyllmaterialet. Når mohrs sirkel berører feilkuvertet, som vist Ved Mohrs sirkel (III) I Fig. 15.1 (b), fyllmaterialet er på randen av svikt (begrensende likevekt) og ingen ytterligere reduksjon i det laterale jordtrykket kan finne sted. Det minste laterale jordtrykk som utøves på støttemuren, når veggen beveger seg bort fra fyllingen, og fyllmaterialet er i begrensende likevekt, kalles aktivt jordtrykk.
når veggen beveger seg bort fra fyllingen, sies fyllingen å være i aktiv tilstand, og det minste laterale jordtrykket som utøves av fyllingen i aktiv tilstand i sin begrensende likevektstilstand, er kjent som aktivt jordtrykk. Aktivt jordtrykk oppstår når Mohrs sirkel av spenninger på et hvilket som helst punkt i fyllingen berører Coulombs feilkuvert.
Aktivt jordtrykk er betegnet med symbolet pa, og dets enheter er kN/m2, t/m2 eller kgf/cm2. Alle støttemurer, som er fri til å bevege seg eller rotere, er som standard utsatt for aktivt jordtrykk og er designet for å motstå det samme.
2. Passivt Jordtrykk:
alle støttemurer er vanligvis ikke plassert på bakken på forsiden, men legges på noe dybde. Derfor har støttemuren jord til noe dybde på forsiden. Når veggen beveger seg bort fra fyllingen på grunn av aktivt jordtrykk, beveger det seg faktisk mot jorda på forsiden.
bevegelsen av veggen er motstått av den fremre jord og utøver et lateralt trykk på veggen, i en retning motsatt den for aktivt jordtrykk, som vist I Fig. 15.2. Også bevegelsen av veggen mot den fremre jorda forårsaker kompresjon av jorda, noe som igjen øker sidetrykket fra den fremre jorda.
Således er jo mer bevegelsen av veggen mot den fremre jord, jo mer er den horisontale belastningen i den fremre jord, i form av kompresjon, og jo mer er det laterale jordtrykket fra den fremre jord motsatt det av aktivt jordtrykk. Dette er vist I Fig. 15.3, ved mohrs sirkel (II), der σ = σ3 = OA2 er det økte laterale jordtrykket, mens det vertikale stresset, lik chennayv = σ1 = OB, forblir konstant. Økningen i det laterale jordtrykket fører til reduksjon i diameteren Til mohrs sirkel som vist Ved mohrs sirkler (II) OG (III), og Mohrs sirkel reduseres til et punkt, representert Ved punktene A4 Og B, som blir samtidige.
Ytterligere økning av det laterale jordtrykket fra den fremre jorden gjør det høyere enn det vertikale stresset. På dette stadiet blir det laterale jordtrykket hovedspenningen og det vertikale stresset blir det mindre hovedspenningen. Dette er vist Av Mohrs sirkler (IV), (V), (VI), etc., forårsaker igjen en økning i diameteren Av mohrs sirkel.
økningen I diameteren Til mohrs sirkel fører til at Den nærmer Seg Coulombs feilkuvert. Økningen i det laterale jordtrykket på grunn av bevegelsen av veggen mot den fremre jorda og den påfølgende kompresjonen fortsetter til Mohrs sirkel berører Coulombs feilkuvert på den fremre jorda.
Når mohrs sirkel berører feilkuvertet, som vist Ved Mohrs sirkel (VIII) I Figur 15.3, foran jord er på randen av svikt (begrensende likevekt) og ingen ytterligere økning i lateral jordtrykk kan finne sted. Det maksimale laterale jordtrykket som utøves på støttemuren, når veggen beveger seg mot den fremre jorda, mens den når det er begrensende likevekt, kalles passivt jordtrykk.
når veggen beveger seg mot den fremre jorden, sies den fremre jorden å være i passiv tilstand, og det maksimale laterale jordtrykket som utøves av den fremre jorden i passiv tilstand i sin begrensende likevektstilstand er kjent som passivt jordtrykk. Passivt jordtrykk oppstår når Mohrs sirkel av spenninger på et hvilket som helst punkt i den fremre jorden berører Coulombs feilkuvert.
Et annet praktisk eksempel på passivt jordtrykk er tilfelle av skjærnøkkel som er gitt under bunnen av en støttemur. En skjærnøkkel vist I Fig. 15.3 er tilveiebrakt for å forbedre veggens stabilitet mot glidning. Når støttemuren beveger seg bort fra fyllingen på grunn av aktivt trykk, beveger skjærnøkkelen også i samme retning, men mot jorda under bunnen av veggen på forsiden.
dette genererer passivt jordtrykk på skjærnøkkelen. Det er betegnet med symbolet pP, og dets enheter er kN/m2, t/m2 eller kgf/cm2. Passivt jordtrykk er faktisk en stabiliserende kraft som forbedrer stabiliteten til støttemuren, i motsetning til aktivt jordtrykk.
3. Jordtrykk I Ro:
Figur 15.4 viser en kjellervegg hvor veggen er stivt festet til kjellerplaten. Kjelleren støttemur er derfor fast i posisjon og kan ikke bevege seg bort fra tilbakefylling når utsatt for lateral jordtrykk. Det laterale jordtrykket som utøves av fyllingen på en støttemur som er fast i posisjon og ikke kan bevege seg, kalles jordtrykk i ro.
det er betegnet med symbolet p0, og dets enheter er kN/m2, t/m2 eller kgf/cm2. Da veggen ikke beveger seg, forårsaker jordtrykket ikke noen lateral belastning, og derfor er det ingen utvidelse av fyllingen og ingen stressfrigjøring. Jordtrykk i ro er derfor alltid mer enn aktivt jordtrykk for samme dybde av jord.
anslaget til en bro er stivt festet til dekkplaten på broen og er også på samme måte festet i posisjon og dermed utsatt for jordtrykk i ro.
således, lateral jordtrykk utøves på en støttemur avhenger av retningen og omfanget av bevegelsen av veggen. Figur 15.5 viser variasjonen i lateral jordtrykk på y-aksen som en funksjon av veggbevegelsen. Når veggen beveger seg bort fra fyllingen, reduseres sidetrykket med økningen i veggens bevegelse; det minste laterale jordtrykket som utøves på veggen kalles aktivt jordtrykk.
når veggen beveger seg mot jorden, øker det laterale jordtrykket som genereres med økningen i bevegelsen av veggen; det maksimale laterale jordtrykket som genereres på veggen, kalles passivt jordtrykk. Det laterale jordtrykket som utøves på veggen når veggen er festet i posisjon, kalles jordtrykk i ro.
Avledning Av Uttrykk For Jordtrykk I Ro:
når et materiale utsettes for tredimensjonale (3D) påkjenninger, σx, σ og σ, langs de tre koordinataksene, henholdsvis x, y og z, kan belastningen langs x-aksen beregnes ut fra prinsippene for materialmekanikk as-
ex = 1 / E …(15.1)
hvor ex er den horisontale stammen (I X-retningen), E er elastisitetsmodulen til jord, og μ er Poissons forhold. I tilfelle av jordtrykk i ro –
ex = 0 …(15.2)
σ = σ = P0 …(15.3)
Erstatte disse verdiene I Eq. (15.1), har vi –
ex = 1/E = 0
eller p0 – μ(p0 + σz)= 0 ⇒ p0 – µp0 – μσz= 0 ⇒ p0 – (1 + μ) = μσz
p0 = σz …(15.4)
p0 = K0σz …(15.5)
der K0 er koeffisienten til jorden press på resten og σz er vertikal belastning på grunn av selv-vekt av jord i dybden z, hvor jorden press på resten skal beregnes, –