Практические приемы расчета общей устойчивости больверка

Для облегчения вычислений рекомендуется.

4.5.1. Привести сдвигающийся грунтовой массив к однородному с плотностью грунта, находящегося во взвешенном состоянии (в нашем случае р₂ = р₃ = 1,5 т/м³). Для этого интенсивность нагрузки над расчетным уровнем воды равную приводит к высоте h_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 р₃ = 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 х и у – относительные координаты центра «О», определяемые по таблице 3.;

Н – свободная высота шпунтовой стенки, м.

Относительные координаты центра поверхности скольжения «О».

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 положение временной равномерно распределенной нагрузки «q₀» на территории порта. Для этого из точки «О» проводят радиус «R» под углом «j₃» 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 «êh» на этой вертикали в точке «V₁» равна:

êh = q₀/r₃, (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 величины sin (α_i) будут: 0; 0,1; 0,2; 0,3 и т.д.

4.5.6. Подставив в формулу (21) величины

q_i = h_ibr₃, (27)

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

и разделив числитель и знаменатель на r₃b, получим:

(28)

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

L = 0,0175 × b × R, (29)

где b - центральный угол, опирающийся на дугу L, 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	ri	hiri	Sin (£i) =	cos (αi)	ji	tg (ji)	hi × cos (αi) × tg (ji)

В рамках выполнения задания допускается выполнить расчет только для одного скольжения «О», определив его координаты по формуле (25).