Iespējamā sabrukuma prizma. Augsnes spiediens uz atbalsta sienām. Atklātās raktuvju izstrādes kārtība
FEDERĀLĀ IZGLĪTĪBAS AĢENTŪRA
VALSTS PROFESIONĀLĀS AUGSTĀKĀS IZGLĪTĪBAS IESTĀDE
Vjatkas Valsts universitāte
Būvniecības un arhitektūras fakultāte
Rūpnieciskās ekoloģijas un drošības katedra
B.I.Degterev droša zemes darbu organizācija
Vadlīnijas
uz praktiskiem vingrinājumiem
Disciplīna "Dzīvības drošība"
Publicēts ar Vjatkas Valsts universitātes redakcijas un izdevējdarbības padomes lēmumu
UDC 658.345:614.8(07)
Degterevs B.I. Droša zemes darbu organizēšana. Praktisko vingrinājumu vadlīnijas disciplīnā "Dzīvības drošība". - Kirovs: VjatGU izdevniecība, 2010. - 12 lpp.
Vadlīnijās aplūkoti galvenie rūpniecisko traumu cēloņi zemes darbu laikā. Dotas slīpumu profilu aprēķināšanas un bedru un tranšeju sienu nostiprināšanas metodes. Doti nepieciešamie izziņas materiāli, ilustrācijas. Sastādīti uzdevumi aprēķiniem.
Parakstīts drukāšanai krāsns l.
Ofseta papīrs Matricas druka
Pasūtījuma Nr Tirāža
Teksts drukāts no autora nodrošinātā oriģinālā maketa.
610000, Kirova, Moskovskaya st., 36
©B.I.Degterev, 2010
© Vjatkas Valsts universitāte, 2010
Slīpuma profila izbūve. Bedru un tranšeju sienu stiprinājuma aprēķins
Galvenie zemes darbu veidi rūpnieciskajā un civilajā būvniecībā ir bedru, tranšeju izveide, teritorijas plānošana utt. Celtniecībā gūto traumu analīze liecina, ka zemes darbi ir aptuveni 5,5% no visiem nelaimes gadījumiem; no kopējā nelaimes gadījumu skaita ar smagu iznākumu visu veidu darbiem 10% ir saistīti ar zemes darbiem.
Galvenais ievainojumu cēlonis zemes darbu laikā ir augsnes sabrukšana, kas var rasties šādu iemeslu dēļ:
a) pārsniedzot standarta rakšanas dziļumu bez stiprinājumiem;
b) tranšeju un bedru izveides noteikumu pārkāpšana;
c) tranšeju un bedru sienu stiprinājumu nepareizs izvietojums vai nepietiekama stabilitāte un izturība;
d) bedru un tranšeju izveide ar nepietiekami stabilām nogāzēm;
e) neuzskaitītu papildu slodžu (statisko un dinamisko) rašanās no būvmateriāliem, konstrukcijām, mehānismiem;
f) noteiktās zemes darbu tehnoloģijas pārkāpums;
g) drenāžas sistēmas neesamība vai tās iekārtošana, neņemot vērā būvlaukuma ģeoloģiskos apstākļus.
1. Slīpuma ierīce
Atklātas bedres, bedres vai tranšejas galvenie elementi bez stiprinājuma ir 1. attēlā norādītie platumi l un augstums h dzega, dzega forma (plakana, lauzta, izliekta, pakāpiena), slīpuma leņķis α , nogāzes stāvums (nogāzes augstuma attiecība pret tās sākumu h : l).
Rīsi. 1 - dzegas ģeometriskie elementi:
h ir dzegas augstums; l ir dzegas platums; θ - ierobežojošais leņķis
slīpuma līdzsvars; α ir leņķis starp sabrukšanas plakni un
horizonts; ABC - sabrukšanas prizma; φ - atdusas leņķis
Droša dzegas augstuma, nogāzes stāvuma un ērtākā bermu platuma noteikšana ir svarīga procedūra bedru un tranšeju izveidē, no kuras pareizas izpildes ir atkarīga zemes darbu efektivitāte un drošība.
Darbu veikšana, kas saistīti ar strādnieku atrašanos izrakumos ar nogāzēm bez stiprinājumiem masīvās, smilšainās un duļķaini māla augsnēs virs gruntsūdens līmeņa (ņemot vērā kapilāro pacelšanos) vai augsnēs, kas nosusinātas ar mākslīgo atūdeņošanu, ir atļauta rakšanas dziļumā un slīpumā. 1. tabulā norādīto stāvumu.
Slāņojot dažāda veida grunts, nogāžu stāvums tiek noteikts pēc vismazāk stabilā tipa no nogāzes sabrukšanas.
Rakumu nogāžu stāvumam, kuru dziļums pārsniedz 5 m visās augsnēs (viendabīgā, neviendabīgā, dabīgā mitruma, piesātināta ar ūdeni) un kuru dziļums ir mazāks par 5 m, kad rakšanas apakšdaļa atrodas zem gruntsūdens līmeņa nosaka ar aprēķinu.
1. tabula
Normatīvais nogāzes stāvums plkst h≤ 5 m saskaņā ar SNiP
|
Augsnes veidi |
nogāzes stāvums h : l ar griešanas dziļumu līdz |
||
|
Lielapjoma brīvs |
|||
|
Sandijs |
|||
|
smilšmāls |
|||
|
Loess |
|||
Aprēķinu var veikt pēc N.N.Maslova metodes, kas izklāstīta apakšpunktā. Visos gadījumos stabilajam slīpumam jābūt ar mainīgu slīpuma profilu, kas samazinās līdz ar rakšanas dziļumu. Metodoloģija ņem vērā šādus faktorus:
a) augsnes īpašību izmaiņas tās atsevišķos slāņos;
b) papildu noslogojuma esamība nogāzes bermā ar sadalītu slodzi.
Aprēķinot slīpuma profila stāvumu, tiek noteikts tā atsevišķiem slāņiem ar biezumu Δ Z= 1 ... 2 m, kas būtu jāsaista ar dabisko slāņu noslāņošanos šajā augsnē.
Slīpuma profila konstruēšanas shēma ir parādīta 2. attēlā.
Koordinātu aprēķina formulas X i, m, ir šāda forma:
a) vispārējam piekrautas bermas gadījumam ( R 0 > 0)
,
(1)
R 0
X 0
Z i h
α i
X i
Rīsi. 2 - shēma slīpuma profila izbūvei
b) īpašam izkrautas bermas gadījumam ( R 0 = 0)
.
(2)
Formulā (1) un (2) tiek pieņemti šādi apzīmējumi:
A =γ · Z i · tgφ;
B=P 0 · tgφ + C;
γ - augsnes tilpuma svars, t / m 3;
AR- augsnes īpatnējā kohēzija, t / m 2;
R 0 - slodze vienmērīgi sadalīta pa slīpuma virsmu, t/m2.
Aprēķinu rezultātus lietderīgi apkopot tabulā (2.tabula).
Pamatojoties uz aprēķinu datiem, tiek izveidots tikpat stabila slīpuma profils.
2. tabula
Tikpat stabila slīpuma profila aprēķins pēc N.N.Maslova metodes
|
Z i, m |
γ· Z i, t/m2 |
A, t/m2 |
|
IN, t/m2 |
|
|
|
X i, m |
α i |
||
1. vingrinājums
Veicot rakšanas darbus, kas saistīti ar bedres rakšanu, iespējama grunts sabrukšana un strādnieku traumas. Lai izvairītos no negadījuma, ir jāaprēķina pieļaujamais rakšanas slīpums 5 un 10 m dziļumā māla augsnei.
5 m dziļai bedrei:
a) nosaka leņķi starp slīpuma virzienu un horizontāli un slīpuma augstuma attiecību pret tā atrašanās vietu;
b) uzskicēt bedres apmali.
10 m dziļai bedrei:
a) aprēķināt tikpat stabila slīpuma profilu, apkopot datus tabulā tabulas veidā. 2;
b) saskaņā ar aprēķinu tabulu izveido slīpuma profilu.
Ņemiet sākotnējos datus no 3. tabulas.
3. tabula
Sākotnējie dati 1. uzdevumam
|
smilšmāls |
smilšmāls |
smilšmāls |
||||||||
|
γ , t/m 3 |
||||||||||
|
AR, t/m2 |
||||||||||
|
R 0 , t/m2 |
Risinot praktiskus uzdevumus, no vispārējā augsnes masas sprieguma stāvokļa parasti tiek izdalīts atsevišķā uzdevumā, lai noteiktu spēkus, ko augsne pārnes uz konstrukcijas vertikālajām vai slīpajām virsmām. Tipiskas konstrukcijas, kurām ir būtisks augsnes spiediena novērtējums E, ir dažāda veida balsta sienas (6.1. att., a), pagraba sienas (6.1. att., b), tiltu balsti (6.1. att., c), hidrotehniskās konstrukcijas (att. 6.1., c). 6.1., c) 6.1., d), bedru, pārsedžu u.c. nožogošana.
Rīsi. 6.1. Zemes spiediens uz dažādām konstrukcijām.
1 - augsnes sabrukšanas laukums ("prizma");
2 - augsnes pacēluma laukums ("prizma").
Kā pārliecinoši parādīja eksperimenti un lauka novērojumi, augsnes spiediens E uz konstrukciju ir būtiski atkarīgs no konstrukcijas vertikālo vai slīpo saskares virsmu nobīdes virziena, lieluma un rakstura, pa kurām notiek mijiedarbība ar augsnes masu.
Apsveriet pārvietojumu ietekmi uz vienkāršākās atbalsta sienas piemēru (6.2. att.). Droši nekustīgas sienas gadījumā (6.2. att., c) grunts deformācijas notiek bez sānu izplešanās un tāpēc, iedarbojoties tikai uz grunts pašsvara, var ņemt , formulu 3.23. Šajā gadījumā kopējo sānu spiedienu uz sienas garuma vienību (virzienā, kas ir perpendikulāra xz plaknei) nosaka kā E 0 = ξγ gr h 2 /2. Spiedienu E 0 sauc miera spiediens, jo koeficienta ξ vērtība E 0 atbilst gadījumam, kad nav augsnes sānu nobīdes.
Rīsi. 6.2. Augsnes spiediena atkarība no lieluma un virziena
sienas vai konstrukcijas horizontāla nobīde.
Grunts spiediena ietekmē konstrukcijas nobīdes U var rasties prom no aizbēruma grunts (6.2. att. ņemts ar mīnusa zīmi, t.i., U< 0). При этом в массиве грунта образуются поверхности скольжения, и постепенно формируется область обрушения, которую называют prizmas (ķīļa) sabrukums(1 6.2. att., b). Bīdes pretestības spēki, kas rodas nobīdes augsnē, noved pie augsnes spiediena samazināšanās, kas ar konstrukcijas nobīdes vērtību U a, ko nosaka sabrukšanas prizmas veidošanās, sasniedz robežvērtību (minimālo), t.s. aktīvs spiediens vai grūdiens E a (6.2. att., a). Kā liecina eksperimenti, lai sasniegtu E a, ir nepieciešami ļoti nelieli sienas nobīdes no zemes (U a ≥ (0,0002 ... 0,002) h, kur h ir sienas augstums m).
Bieži vien ārējo spēku darbības rezultātā konstrukcijas virzās uz zemi. Tas var izpausties konstrukcijās, kas uztver lielas horizontālas slodzes, piemēram, arkas tilta abatmenta gadījumā (6.1. att., c), hidrotehniskajās būvēs (6.1. att., d) augšteces ūdens spiediena rezultātā.
Pārvietojot U sienu uz zemi (6.2. att., d), a pacēluma prizma(2 6.2. att., d) un rodas bīdes pretestības spēki, kas novērš pacelšanos. Rezultātā gar sienas malu notiek arvien lielāka augsnes reakcija, kas pacēluma prizmas veidošanās brīdī sasniedz maksimālo vērtību t.s. pasīvais spiediens vai augsnes spiediens E p (6.2. att., a). Pasīvā zemes spiediena attīstībai un radīšanai ir nepieciešama liela sienas nobīde U p pret zemi, ievērojami (par 1 ... 2 kārtām) pārsniedzot U a. To jo īpaši izraisa augsnes sablīvēšanās aiz sienas. Ārējas slodzes iedarbībā, kas piespiedu kārtā izspiež sienu uz zemi, vispirms tiek sablīvēta augsne un tikai tad sāk veidoties slīdvirsma - augsnes pacēlums.
Tādējādi zem aktīvs spiediens tiek saprasts kā aizpildījuma grunts ierobežojošais spiediens uz sienu (konstrukciju) apstākļos, kad siena ir izspiesta no aizbēruma (pamatnes deformācijas dēļ no aizbēruma spiediena) un grunts aiz sienas ir pārgājusi stāvoklī limita līdzsvars. Pasīvais spiediens- tā ir reakcijas (reaktīvā spiediena) robežvērtība, kad siena ir spiesta virzīties uz zemi apstākļos, kad augsne aiz sienas nonāk robežlīdzsvara stāvoklī (pacelšanas prizmas ietvaros). Mēs uzsveram, ka attiecībā uz struktūru aktīvais spiediens ir aktīvs, bet pasīvais spiediens ir reaktīvais spēks. Aktīvais spiediens uz zemi var būt viens no konstrukcijas vai sienas stabilitātes zaudēšanas iemesliem (bīde, gājiens un apgāšanās).
Lai projektēšanas praksē noteiktu aktīvo un pasīvo spiedienu uz masīvām augstas stingrības konstrukcijām, parasti tiek izmantoti aptuvenie risinājumi, pamatojoties uz robežlīdzsvara teorijas (LTE - sk. 3.1. nodaļu), kas aplūkota turpmāk, koncepcijām.
bīdāms ķīlis) - dzegas masas nestabilā daļa no tās slīpuma puses, kas ir norobežota starp dzegas darba un stabilo slīpuma leņķi.Sabrukšanas prizmas jēdziens tiek izmantots, aprēķinot nogāzes, kas ir izturīgas pret sabrukšanu un novērš zemes nogruvumus.
Skatīt arī
Uzrakstiet atsauksmi par rakstu "Alu prizma"
Piezīmes
Literatūra
- A. Z. Abukhanovs, Augsnes mehānika
- Šubins M. A. Sagatavošanas darbi dzelzceļa pamatnes izbūvei. - M .: Transports, 1974.
Saites
- // Brokhausa un Efrona enciklopēdiskā vārdnīca: 86 sējumos (82 sējumi un 4 papildu sējumi). - Sanktpēterburga. , 1890-1907.
Sabrukšanas prizmu raksturojošs fragments
Pēc tam, kad ciemā ienāca husāri un Rostova devās pie princeses, pūlī radās apjukums un nesaskaņas. Daži zemnieki sāka runāt, ka šie jaunpienācēji ir krievi un, lai kā viņi būtu apvainoti, neizlaižot jaunkundzi. Dronam bija tāds pats viedoklis; bet, tiklīdz viņš to izteica, Karps un citi zemnieki uzbruka bijušajam priekšniekam.- Cik gadus jūs esat apēduši pasauli? — Karps viņam uzkliedza. - Tev ir vienalga! Izraksi mazu olu, aizvedīsi, ko tu gribi, izpostīsi mums mājas, vai ne?
– Saka, ka jābūt kārtībai, neviens nedrīkst iet no mājām, lai neiznes zilu šaujampulveri – tā! — kliedza cits.
"Pie jūsu dēla bija rinda, un jums noteikti bija žēl par savu plikpaurību," mazais vecais vīrs pēkšņi ātri ierunājās, uzbrūkot Dronam, "bet viņš noskuja manu Vanku. Ak, nomirsim!
- Tad mēs nomirsim!
"Es neesmu pasaules atteicējs," sacīja Drons.
- Tas nav atteicējs, viņam ir pieaudzis vēders! ..
Divi gari vīri sarunājās. Tiklīdz Rostova Iļjina, Lavruškas un Alpatiča pavadībā tuvojās pūlim, Karps, aizbāzis pirkstus aiz vērtnes, viegli pasmaidīja, pakāpās uz priekšu. Drons, gluži pretēji, iegāja aizmugurējās rindās, un pūlis piegāja tuvāk.
- Čau! kurš te ir tavs vecākais? - kliedza Rostovs, strauji tuvojoties pūlim.
- Vai tas ir vecākais? Ko tu gribi? .. – jautāja Karps. Taču, pirms viņš paguva pabeigt, cepure viņam nokrita un galva no spēcīga trieciena sarāvās uz vienu pusi.
- Cepuri nost, nodevēji! Rostovas pilnasinīgā balss kliedza. - Kur ir vecākais? viņš niknā balsī kliedza.
Saistītie raksti
