H 3.1 Kết cấu công trình ngầm: a một nhịp; b hai nhịp; c dạng tròn
H.3.3.Các sơ đồ tính toán tờng công xôn khi độ sâu ngàm “d“
a, b, c,
b,a, a,
Trong phơng pháp đó, để tính toán phần tờng ngàm trong đất, ảnh hởng công xôn đợc thay bằng mô men M và lực F đặt tại mức đáy hố đào (h.3.3). Tính chất biến dạng của đất trong vùng ngàm đợc đánh giá bằng hệ số nền (bảng 3.2).
Trên cơ sở lời giải phơng trình vi phân trục đờng uốn khúc của tờng thành lập đồ thị (h.3.4) [18], cho phép nhận đợc sự phân bố áp lực dọc phần ngàm tờng.
áp lực đất đợc xác định tách biệt giữa mô men và lực F theo công thức:
σm= n.M (3.10) σq = mF (3.11) trong đó: n và m- hệ số xác định theo đồ thị nêu trên, phụ thuộc vào độ sâu ngàm t và hệ số độ cứng k.
Bảng 3.1. Giá trị hệ số nền kS
Tên đất KSKN/m3
Sét và á sét dẻo chảy, chảy 1000 á sét, á cát và sét dẻo mềm, cát bụi và xốp 2000 á sét, á cát và sét dẻo cứng, cát hạt nhỏ và hạt trung 4000 á sét, á cát và sét cứng, cát hạt to 6000 Cát sỏi sạn, đất hạt lớn 10000
H.3.4 Đồ thị quan hệ hệ số n và m với R và t khi ξ =3 và 5 (theo A.N.Dranopxki)
áp lực toàn phần lên tờng σh đợc xác định bằng tổng σm và σq. Hệ số độ cứng k tìm đợc từ biểu thức: 5 I tE b k k m s = , (3.12)
trong đó: b- chiều dài đoạn tờng tính toán, lấy bằng 1M; Em – mô đun đàn hồi của tờng; I- mô men quán tính tiết diện ngang của tờng; kS - hệ số nền đối với đất đồng nhất lấy theo bảng 3.1 và trong khối đất xác định trong giới hạn độ sâu t của một số lớp đất theo công thức
kS = ∑kSihi/t (3.13) Đồ thị trên h.3.4 đợc lập dựa vào chỉ số độ cứng ξ bằng:
ξ = k.t (3.14)
Các đồ thị chỉ quy đổi cho 2 giá trị chỉ số độ cứng (ξ=3 và ξ= 5), chúng đợc sử dụng nh sau. Khi ξ≤ 3 (tờng cứng) đa vào tính toán giá trị σq và σm tơng ứng với ξ=3. Khi ξ>3 đa vào tính toán giá trị σq và σm, tơng ứng giá trị ξ=5 (tờng mềm).
Sau khi tìm đợc giá trị áp lực ngang σh cần kiểm tra cờng độ cục bộ của đất ở tờng, xuất phát từ yêu cầu sao cho dọc toàn bộ chiều sâu ngàm t thoả mãn điều kiện:
σh < σph
trong đó: σph- áp lực bị động của đất, xác định theo công thức (2.2).
Các giá trị σh nhận đợc cho phép xây dựng biểu đồ mô men và lực cắt để kiểm tra tờng theo cờng độ.
Tờng công xôn có độ mềm lớn. Chuyển vị ngang đỉnh trên của chúng đợc trình bày trong dạng tổng 3 số hạng (h.3.5):
∆ = ∆1 +∆2 +∆3 , (3.15)
trong đó: ∆1 - độ võng tờng trên đoạn chiều dài tự do; ∆2- chuyển vị mặt cắt tờng ở đáy hố đào; ∆3 – chuyển vị tạo nên do xoay tiết diện đó.
Độ võng ∆1 khi biểu đồ tải trọng hình thang trên đoạn h từ biểu đồ tung độ phía trên σah1 và dới
σah2 bằng ∆1 = (11 4 ) 120 1 2 4 ah ah EI h σ σ + , (3.16) Khi có loại tải trọng khác ∆1 đợc tính theo các công thức, bảng trong sức bền vật liệu. Theo H.K. Xnhitko, độ võng đỉnh tờng công xôn
khi xem xét phần chôn sâu nh dầm cứng sẽ bằng:
∆ = ∆1 + 122[M(2 3h/t) Q(3t/2 2h)]
t
kS + + + , (3.17) trong đó: M và Q- mô men uốn và lực cắt
trong tiết diện tờng tại mức đáy hố đào; kS- giá trị hệ số nền tại mức đầu dới tờng. Độ lún cực đại của mặt đất cạnh tờng lấy bằng ∆.