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沉井侧力和摩擦力计算.doc

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沉井侧力和摩擦力计算.doc

上传人:2028423509 2022/6/22 文件大小:606 KB

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沉井侧力和摩擦力计算.doc

文档介绍

文档介绍:-
. z.
沉井设计与计算前,必须掌握如下有关资料:
上部或下部构造尺寸要求和设计荷载;
水文和地质资料
拟采用的施工方法。
第四节 沉井侧力和摩擦力计算
化为中心荷载N和水平力H的共同作用,转变后的水平力H距离基底的作用高度l [图5-19b]为:
图5-19 荷载作用情况
〔一〕非岩石地基上沉井根底计算
-
. z.
图5-20 水平及竖直荷载作用下的应力分布
首先,考虑沉井在水平力H 作用下的情况。由于水平力的作用,沉井将围绕位于地面下z0 深度处A 点转动一w 角〔图5-20〕,地面下深度z 处沉井根底产生的水平位移Δ*和土的横向抗力pz*分别为:
-
. z.
(5-5)
(5-6)
沉井根底底面处的压应力计算,考虑基底水平面上竖向地基系数C0不变,故其压应力图形与根底竖向位移图相似,有:
由上式可见,沉井井壁外侧土的横向抗力沿深度为二次抛物线变化。
将深度z处水平向地基系数代入上式pz*表达式,可以得到:
-
. z.

对以上二式联立求解,可得 :
,可以得到:
在上述公式中,有两个未知数z0和ω求解,可建立如下两个平衡方程式。
Σ*=0,可以得到:
\
-
. z.
将上述z0和tanw表达式代入式〔5-5〕和式〔5-6〕,得到:
(5-7)

(5-8)
当有竖向荷载N 及水平力H 同时作用时,则基底平面边缘处的压力为

离地面或局部冲刷线以下深度z 处根底截面上的弯矩为:

(5-10)
(5-9)
(5-9)
(5-9)
-
. z.
图 5-23 刃脚向外挠曲受力分析
最不利位置:,同时接筑完上节沉井,且沉井上部露出地面或水面约一节沉井高度时,刃脚斜面上土的抗力最大,且井壁外土、水压力最小,处于刃脚向外挠曲的。
1.刃脚竖向受力分析
〔1〕刃脚向外挠曲的内力计算
-
. z.
3〕刃脚下抵抗力的计算。刃脚下竖向反力R〔取单位宽度〕可按下式计算
1) 刃脚外侧土压力及水压力的合力

2〕作用在刃脚外侧单元宽度上的摩阻力T1可按以下两 式计算,并取其较小者
4〕刃脚〔单位宽度〕自重g为
-
. z.
〔5-37〕
〔5-38〕
〔5-39〕
式中:MR、MH、Me+w、MT、Mg分别为反力R、土压力及水压力pe+w、横向力H、刃脚底部的外侧摩阻力T1以及刃脚自重g对刃脚根部中心轴的弯矩,其中作用在刃脚局部的各水平力均应按规定考虑分配系数a。上述各式数值的正负号视具体情况而定。
对刃脚根部中心轴的弯矩总和值M0、竖向力N0及剪力Q,其算式为
求出以上各力的数值、方向及作用点后,再算出各力
-
. z.
〔四〕井壁受力计算
沉井在下沉过程中,上部土层工程性能相对下部土层明显偏优时,当刃脚下土体已被挖空,沉井上部性能良好土层将提供足够侧壁摩擦力〔例如大于沉井自重〕,阻止沉井下沉,则形成下部沉井呈悬挂状态,井壁构造就有在自重作用下被拉断的可能。

沉井在下沉过程中,上部土层工程性能相对下部