Mezní stavy záklaové půy Eurokó a norma ČSN 73 1001 přeepisuje pro posuzování záklaové půy pro návrh záklaů metou mezních stavů. Mezním stavem nazýváme stav, při kterém ochází k takovým kvalitativním změnám v záklaové půě (mezní stav únosnosti) anebo na konstrukci (mezní stav použitelnosti), že stavba přestává vyhovovat klaeným požaavkům.
I. skupina mezních stavů (I. MS) - MEZNÍ STAV ÚNOSNOSTI stav ztráty stability záklau stav porušení záklaové půy II. skupina mezních stavů (II. MS) - MEZNÍ STAV PŘETVOŘENÍ zahrnuje mezní stavy, které ztěžují běžné používání konstrukcí nebo záklaů Cílem výpočtu je zabránit ( se stanovenou statistickou zárukou) vzniku mezních stavů během prováění a po celou obu trvání konstrukce.
ÚNOSNOST - NAMÁHÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY (stabilita záklaů staveb) Za mezní stav únosnosti se pokláá stav osažený při namáhání, které v záklaové půě vyvolá vznik souvislých smykových ploch, na nichž je pevnost ve smyku právě vyčerpána, anebo oje k porušení záklaové půy přechoem velkých oblastí záklaové půy o plastického stavu. Tím oje ke zhroucení konstrukce, nepřípustnému zaboření, naklonění a vytlačení zeminy na půvoní terén.
klín zeminy neporušené ve smyku izočáry stejných smykových napětí vznikají po hranami záklau, ke je rozíl hlavních napětí největší
Rkrit (σ krit ) - kritické zatížení R - výpočtová únosnost Rm - mezní únosnost propojení plastických oblastí, vznikají smykové plochy (vyčerpána smyková pevnost zemin) zemina je vytlačena, zákla se zaboří nebo nakloní
Působí-li zatížený zákla na zeminu, mění se v položí stav napjatostí, roste svislá i voorovná složka napětí i napětí smykové. Svislá složka napětí způsobuje seání (příště), voorovná složka eformaci ve voorovném směru, není postatná, poku smykové napětí neosáhne pevnosti ve smyku. Z inženýrského hleiska je ůležitá otázka, za jakých okolností oje ke ztrátě stability nějakého záklau. Úlohu řešíme za přepoklau vzniku mezního stavu rovnováhy v záklaové půě.
Principy řešení 1. Metoa vycházející ze začínajícího porušení kritické zatížení nes jen výjimečně, opovíá meznímu stavu trhlin na betonových konstrukcích σ max = σ krit 2. Zemina po záklaem se ostala v celém rozsahu o stavu mezní rovnováhy σ max = R m F Maximální napětí je rovno mezní únosnosti ělené stupněm stability (bezpečnosti) F, pohybuje se v rozmezí 1,8 3. Přístup užívaný říve.
3. Naše norma ČSN 73 1001 vychází z výpočtové únosnosti R (přípaně R t ) pomocí výpočtových charakteristik (zaváí součinitele spolehlivosti γ m ). Tím je zajištěno, že mezního zatížení nebue osaženo s požaovanou pravěpoobností Posouzení pro1. geotechnickou kategorii σ s R t Posouzení pro 2. a 3. geotechnickou kategorii σ e R
4. Numerické řešení MKP zaveením nelineárního vztahu napětí a eformace. Spolehlivost závisí na vhonosti a výstižnosti použitých konstitučních vztahů.
Přepokla tvaru smykových ploch pole Pranla Přepokla tvaru smykových ploch pole Terzaghiho
Pranl uvažuje po záklaem vytvoření aktivního klínu po úhlem 45+ϕ/2, který vytlačuje okolní zeminu o stran. Druhá oblast omezená logaritmickou spirálou je plastická oblast a III. je tzv. pasivní Rankinova oblast. Terzaghi přepokláá vytvoření aktivního klínu po úhlem vnitřního tření ϕ. Hloubku smykové plochy z s po záklaovou spárou a její voorovný osah l s o osy záklau můžeme orientačně uvažovat z s = 2b l s = 6b pro tříy S1 a S3 a G1 až G3 z s = b l s = 2,5b pro všechny ostatní tříy b -šířka záklau
Výpočtová únosnost R pro 2. a 3. GK nebo mezní výpočtová únosnost je honota zatížení záklaové půy, která nám zaručuje, že s přeepsanou pravěpoobností nebue osažen mezní stav únosnosti. Výpočtová únosnost R se pro zákla s voorovnou záklaovou spárou stanoví z obecného vzorce, který vychází ze vzorce Brinch-Hansena b b b b c c c c i s N b i s N i s N c R.... 2.......... 2 1 γ + γ + =
R svislá výpočtová únosnost (kpa) γ1, γ2 objemová tíha na a po záklaovou spárou b efektivní šířka nebo průměr záklau N c, N, N b c s c, s, s b c,, b i c, i, i b součinitelé únosnosti závisející na výpočtovém úhlu vnitřního tření hloubka založení výpočtová honota souržnosti součinitelé vyjařující tvar záklau součinitelé vyjařující vliv hloubky založení součinitelé vyjařující vliv šikmosti zatížení
Zjenoušeně můžeme napsat R = c. N c. K c + γ 1.. N. K + γ 2. b 2. N b. K b V rovnici uvažujeme výpočtové parametry zeminy c, ϕ, které se stanoví vyělením normových honot součiniteli záklaové půy γ m. Pro normový úhel vnitřního tření 0 < ϕ 12 o γ mϕ = 1,5 Pro normový úhel vnitřního tření ϕ>12 o γ mϕ =ϕ/(ϕ-4) Pro normovou souržnost γ mc = 2
ϕ = γ ϕ m ϕ c = γ c mc Excentrické zatížení
Posouzení na I. MS R σ e
Obilní silo v Transkoně v Kanaě Silo 23,5m.59m Hmotnost sila 20 000t tj. 42,5% celk.zatížení Při 94% naplnění sila překročení únosnosti -zaboření7,20m -nazvižení1,5m Nová záklaová spára 10,2m, to je o 6,6m hlouběji než půvoní
Nárž na olej ve Freerikstau Průměr nárží 25m, obsah 6000m
Ztráta únosnosti položí vyhloubením rýhy
Poruchy způsobené změnami v položí 1. Změny vlastností zemin Klimatické vlivy přeevším srážky ůsleek změněná smyková pevnost stlačitelnost Turček, Lečbychová testovali závislost vlhkosti na smykovou pevnost pole Bishopa hlína w L = 37,6 %; w p = 27,2 % zvýšení vlhkosti o 10 % pokles souržnosti o 4 kpa úhel vnitřního tření o 1,5 nasycené jíly zvýšení vlhkosti o 1 % pokles bezpečnosti konstrukce z 1,5 na 1 písčité zeminy zvýšení vlhkosti o 5 % na w opt snížení úhlu ϕ o 10 15 %
Výpočtem z rovnice R patka b = 2 m; = 1,5 m písčitá zemina pokles ϕ o 10 snížení únosnosti o 31 % patka b = 2 m; = 1,5 m hlinitá zemina pokles souržnosti o 4 kpa pokles ϕ o 1,5 snížení únosnosti o 49 %
Japonsko Kobe 1995
Japonsko Kobe 1995
Japonsko Kobe 1995
Turecko 1999
Japonsko Kobe 1995
Turecko 1999