эксперименты и натурные наблюдения

Эксперименты и натурные наблюдения показывают, что равно­действующая давления грунта на стенку Е зависит от направления, величины и характера ее смещения. На рисунке заимствованном из учебника П. Л. Иванова, приведены три расчетных случая, опреде­ляющие фундаментальные понятия теории давления грунта на огра­ждение. Там же приводится график, характеризующий изменение равнодействующей давления Е в зависимости от смещения стенки.

Если подпорная стенка под действием давления грунта не сме­щается и не изгибается (например, плитный фундамент коробчатого сечения), то давление реализуется в условиях отсутствия горизон­тального смещения; его часто называют давлением покоя. При этом допускается определять ординату горизонтального давления грунта на вертикальную грань стенки, используя понятие коэффициента бокового давления. Тогда, учитывая вертикальное давление от собственного веса грунта аг на глубине z от поверхности засыпки, будем иметь. Соответственно эпюра давления на стенку при однородном гру­нте засыпки будет иметь вид треугольника и при высоте стенки h равнодействующая эпюры давления покоя определится.

Под действием давления грунта возможно также смещение стен­ки в сторону от засыпки, принятое здесь со знаком минус. Когда это смещение достигает некоторой величины иа, в грунте засыпки формируется область обрушения грунта, граница которой называется поверхностью скольжения, а сама область  -  при­змой обрушения. Давление, передаваемое призмой обрушения на грань стенки, носит название активного давления, а его результирующую обозначают.

Наконец, если под действием каких-либо сил подпорная стенка смещается в сторону грунта, в засыпке также образуются поверх­ности скольжения и при некоторой величине перемещения формируется призма выпирания грунта.

При этом реакция грунта достигает максимального значения и соответствует пассивному давлению (отпору) грунта, результирующую кото­рого обозначают Е .

Эксперименты показывают, что полное формирова­ние призмы обрушения и развитие активного давления происходят при очень небольших перемещениях стенки, составляющих тысяч­ные доли ее высоты. Напротив, образование призмы выпирания и развитие пассивного давления происходят при значительно боль­ших значениях перемещений стенки.

Если вернуться к примерам, приведенным на рисунке, то нетру­дно заметить, что на подпорную стенку практически всегда будут действовать активное давление со стороны засыпки (справа от стенки), стремящееся сдвинуть или опрокинуть стенку, и пассивное давление (слева от стенки), препятствующее потере ее устойчивости. Поэтому расчет давления грунта является неотъемлемой частью проектирования ограждающих конструкций.