Ординаты пассивного давления грунта в прямом отпоре определяются по формуле

где - вертикальное давление от слоев грунта, расположенных выше рассматриваемого сечения со стороны акватории, кПа;

- коэффициенты горизонтальных составляющих пассивного давления грунта, а также пассивного давления грунта от сил сцепления.

Величины коэффициентов и - определяют в зависимости от угла внутреннего трения по теории Соколовского и Голушкевича, учитывающей криволинейный характер поверхности скольжения и призма отпора грунта, с учетом трения грунта о стенку сооружения при угле трения = . Для сооружений типа больверк применять метод Кулона, при котором рассматривается прямолинейный характер плоскостей скольжения грунта, не рекомендуется, так как он дает повышенные запасы несущей способности сооружения.

При определении пассивного давления грунта для поверхностного слоя грунта, находящегося на уровне дна, где возможно нарушение структуры связного грунта, величину сцепления следует принимать равной нулю.

Полное сцепление принимается на глубине равной одному метру. На этом участке стенки изменение величины сцепления от нуля до полного принимается линейным.

Подсчитав ординаты активного и пассивного давления грунта, строят эпюры активного и пассивного давления, принимая закон изменения давления и однородном слое грунта линейным.

При построении суммарной эпюры давления грунта на стенку сооружения в соответствующих сечениях по высоте стенки от большей ординаты отнимают меньшую ординату и откладывают со стороны большей ординаты давления.

3. Суммарную эпюру давления грунта разбивают по высоте на отдельные участки высотой 0,5...1,5 метра и подсчитывают равнодействующие отдельных участков эпюр, численно равные площадям этих эпюр, кН.

4. Строят схему сил, действующих на стенку, для чего силы располагают на уровне центров тяжестей соответствующих участков эпюр. При этом силы активного давления грунта направлены в сторону акватории, а силы пассивного давления (пассивного отпора грунта) в сторону берега.

5. Строят силовой многоугольник. При его построении задаются мас­штабом сил (1 см = 10 кН, 20 кН, 30 кН). Величину масштаба принимают с учетом величин сил, действующих на стенку. Для этого следует подсчитать суммарную активную силу и суммарную пассивную силы, а затем уже определиться с масштабом сил.

При построении силового многоугольника откладывают в принятом мас­штабе сил одну активную силу за другой, начиная с первой, а затем в обратном направлении все пассивные силы. При этом, рекомендуется пассивные сипы отодвинуть по уровню от активных сил, для удобства чтения рисунка. Затем выбирают полюс 0, который располагают примерно по середине всех активных сил, и полюс соединяют с началом и концом каждой активной силы. Для пассивных сил устанавливают полюс 0|, смещённый от полюса 0 на расстояние равное расстоянию между активными и пассивными Силами.

Все лучи и силы последовательно нумеруют. Удобно первый луч обозначить нулевым. Тогда луч 1 соединит полюс "О" с концом первой силы, луч 2-е концом второй и т.д.

Следует помнить, что луч, соединяющий конец последней активной с полюсом 0, и луч, соединяющий начало первой, пассивной силы с полюсом 0₁ -это одни и тот же луч и обозначать их следует одним и тем же номером (они параллельны). Этот луч раздвоился потому, что мы искусственно раздвоили силы и полюс для удобства выполнения графической работы.

6. Затем строят верёвочную кривую. Для этого проводят прямые параллельно наклонным лучам силового многоугольника до пересечения с линиями действия соответствующих сил. При этом прямая, параллельная нулевому лучу, пересекает линию действия первой силы; прямая, параллельная первому лучу, проходит от первой силы до пересечения с линией действия второй силы и т.д. Прямые верёвочного многоугольника могут быть также пронумерованы.

Если полюс силового многоугольника расположить над силовым многоугольником, то выпуклость веревочной кривой будет направлена навстречу действующим силам. Если полюс взят под силовым многоугольником, то выпуклость верёвочной кривой будет соответствовать прогибам стенки.

Чем больше принимается величина полюсного расстояния , тем более пологая получается верёвочная кривая, т.е. крутизна кривой зависит от величины полюсного расстояния. Фактически верёвочная кривая представляет собой линию изгибающих моментов, возникающих в стенке. Чтобы получить эту эпюру, надо провести ось эпюры, а этой осью является замыкающий луч верёвочной кривой.

7. Определение глубины погружения стенки производят в зависимости от схемы, по которой работает стенка.

Швартовые нагрузки от воздействия судов

При расчете сооружений основной нагрузкой от воздействия судов является швартовая, которая возникает в швартовном канате при воздействии на судно ветра и течения, направленных в сторону акватории. При отсутствии течения нормативное швартовое усилие S, кН, и его составляющие S_q – поперечная, S_n – продольная, S_v – вертикальная определяются по формулам

S_n=S*cosα*cosβ,

S_v=S*sinβ,

где W_d – поперечная составляющая от воздействия ветра на судно, кН, определяется по формуле

W_q =73,6*10^-5* A_q * V ² _q * ζ,

где A_q = α_q· (L_c)²-2,5 L_c – парусность судна;

α_q =0,09;

V_q = 20 м/с – скорость ветра;

ζ = 0,5 – коэффициент неравномерности ветрового давления;

n = 5 – число тумб.

Горизонтальную составляющую швартового усилия, приходящуюся на 1 п.м., вычисляют по формуле:

Е_шв = S_q / l_cекции

Вертикальную составляющую швартового усилия вычисляют по формуле: V_шв = S_v / l_cекции