4.5.Практические приемы расчета общей устойчивости больверка

Для облегчения вычислений рекомендуется.

4.5.1. Привести сдвигающийся грунтовой массив к однородному с объемным весом (плотностью) грунта, находящегося во взвешенном состоянии (в нашем случае ρ₂ = ρ₃ = 1,5 т/м³). Для этого интенсивность нагрузки над расчетным уровнем воды равную приводит к высотеh_прив эквивалентного слоя грунта с плотностью р₀ = 1,5 т/м³.

(24)

Полученную высоту «h_прив» откладывают вверх от расчетного уровня воды и получают, таким образом, ограничение сверху однородного сдвигаемого массива грунта с плотностью ρ₃ = 1,5 т/м³.

4.5.2. Определяют координаты центра «О» и радиус кривой скольжения «R» по приближенному методу Феллениуса.

Абсолютные координаты «Х₀» и «У₀» равны

Х₀ = х Н; У₀= у Н, (25)

где хиу – относительные координаты центра «О», определяемые по табл.3.;

Н – свободная высота шпунтовой стенки, м.

Таблица 3

Относительные координаты центра поверхности скольжения «О».

h0 /Н	х	l/Н	у
0	0,25	0,5	0,26
0	0,33	1,0	0,41
0,5	0,31	0,5	0,35
0,5	0,41	1,0	0,53
1,0	0,34	0,5	0,39
1,0	0,44	1,0	0,57

ПРИМЕЧАНИЕ. h₀ /Н – превышение эпюры приведенных нагрузок над отметкой покрытия причала;

l – полная глубина погружения стенки, м.

Радиус поверхности скольжения «R» определяют проведением его через низ шпунтовой стенки, из центра «О».

4.5.3. Определяют наихудшее для устойчивости больверка положение временной равномерно распределенной нагрузки «q₀» на территории порта. Для этого из точки «О» проводят радиус «R» под углом «₃» к вертикали до пересечения с поверхностью скольжения. Из полученной точки «N» (рис. 3) восстанавливают вертикаль, до которой от линии кордона нагрузку «q₀» в расчете не учитывают.

4.5.4. Ограничивают эпюру приведенных нагрузок в тыловой ее части. Для этого расчетный уровень воды акватории продолжают вправо до пересечения с поверхностью скольжения и из полученной точки пересечения Ф (рис. 3) проводят вертикаль до верха эпюры приведенных нагрузок (рис. 3, точка S). Рассматривают вертикаль, проходящую через точку пересечения поверхности скольжения с отметкой территории порта «V». Приведенная высота «h» на этой вертикали в точке «V₁» равна:

h=q₀/₃, (26)

Точки «S» и «V₁» соединяют отрезком прямой.

4.5.5. Всю сдвигающуюся призму грунта разбивают на равные полоски шириной b= 0,1R, а первую полоску располагают так, чтобы ее центр тяжести попал на вертикаль, опущенную из центра поверхности скольжения. Это облегчает расчеты, так как величиныsin(α_i) = будут равны 0; 0,1; 0,2; 0,3 и т.д.

4.5.6. Подставив в формулу (22) величины

q_i=h_ib₃, (27)

где h_i – средняя высотаi-той полоски, снимаемая с чертежа, м;

и разделив числитель и знаменатель на ₃b, получают:

(28)

где L– длина дуги, по которой действует сцепление, м.

L= 0,0175R, (29)

где - центральный угол, опирающийся на дугуL, град.

Вычисление знаменателя и первого слагаемого числителя уравнения (28) удобно выполнить в табличной форме (табл. 4).

Таблица 4

Результаты вычислений коэффициента общей устойчивости больверка «К» по формуле (28)

№№ поло-сок	hi м	ri м	hiri м^2	sin (αi) =	αi град	cos (αi)	i град.	tg (i)	hi  cos (αi)  tg (i) м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

В рамках выполнения настоящей расчётно-графической работы допускается выполнить расчет только для одного центра скольжения «О», определив его координаты по формуле (25).