Зодчий 1888 год

Разсчетъ подпорныхъ стЪнъ по способу Leygue. Определеше потребной толщины подпорныхъ стенъ составляетъ еще одинъ из ъ спорныхъ вопросовъ в ъ современной инженерной науке, хотя нътъ, недостатка в ъ предложенныхъ дл я этого теор!яхъ, нзъ которыхъ дв е заслуживаютъ наиболыпаго внимашя, а именно— старейшая Куломба и Понслэ, и более новая, основанная н а усло- в1яхъ равновёгая элементовъ земли и выработанная Винклеромъ и Ранкиномъ (независимо другъ от ъ друга). Однако эта , более новая •reopifl применима лишь дл я неограниченныхъ вполне однородныхъ телъ и , н е давая достаточныхъ указашй относительно передавае- маго стенамъ давлешя, плохо согласуется с ъ результатами опытовъ; поэтому н а практике обыкновенно довольствуются какою либо из ъ более старыхъ теорш, которыя вс е основаны н а томъ предположе­ на , чт о поверхность скользешя отделяющейся земляной призмы есть плоскость. Хотя эт о предположеше и н е вполне согласуется с ъ результа­ тами опытовъ, н о замеченный отклонешя настолько невелики, чт о оно д о сихъ поръ постоянно допускалось, ради упрощешя получае- мыхъ формулъ. Предположеше эт о всегда приводить к ъ тому ре ­ зультату, . чт о графически давлеше н а поверхность стены выра­ жается ввиде прямой, и следовательно пр и насыпяхъ, давящихъ лишь собственнымъ весомъ н а опорную стенку с ъ плоской задней стороной, такъ называемая поверхность давлешя н а последнюю вы ­ разится в ъ виде треугольника; центръ тяжести этого треугольника, лежаний н а 7 з высоты, будетъ точкою прпложешя равнодействую­ щей давлешя. Французскш инженеръ Leygu e первый отказался от ъ этого пред- положешя и н а основанш своихъ, весьма обширныхъ изследовашй вывелъ новыя выражения дл я определешя величины равнодействую­ щей давлешя земли и е я точки прилоясешя; в ъ своей статье, по ­ мещенной в ъ Annale s de s pont s e t chaussees , 1885 , II , стр . 788 — 10O3, он ъ даетъ, н а основанш этихъ выражешй весьма простыл п удобныя формулы дл я определешя потребной толщины стенъ, а также правила относительно наиболее целесообразной их ъ формы, позволяющая сделать значительное сбережение матер!ала и уясе вполне успешно примененный пм ъ пр и постройке некоторыхъ зна - чительныхъ сооруженш в о Франщи. Такъ какъ очевидно, чт о определеше давлешя н а подпорный стены безъ цифровыхъ данныхъ, выведенных!, из ъ опытовъ и н е принимая в о внимаше неравномерности насыпи, н е даетъ пригод- ныхъ дл я практики будущаго выводовъ, т о небезинтересно изслв- довать ближе формулы Leygue ' a , принимающая в о внимаше ука­ занную неравномерность, тёмъ более, чт о пр и этомъ получаются весьма важные результаты, указывающее н а существенную необхо­ димость продолжешя подобныхъ изследованш. Опыты Leygue ' a при­ водить ег о к ъ следующнмъ выводамъ: 1) Поперечный разрезъ поверхности скользешя пр и грунте, ли - шенномъ сцеплешя частнцъ, представляется в ъ виде кривой, обра­ щенной выпуклостью к ъ стороне подпорной стены; кривизна е я при т е хъ ж е прочихъ услов1яхъ остается почти то ю ж е самою, не ­ зависимо от ъ изменешя высоты стены *) . Изменяется ж е эт а кри­ визна в ъ зависимости от ъ угла естеств. откоса ср земли, угла а , образуемаго стеной с ъ вертикальной лишей н угломъ В земляного откоса поверхъ насыпи, а также в ъ зависимости от ъ могущей встре­ титься нагрузки. 2) Если обозначить черезъ I длину задней стенки поперечнаго сечеШя стены, т о точка приложения равнодпйствующей давлетя будетъ п а высоте X I надъ подошвой задней стенки, г д е X есть эмпирически коеффищентъ, изменяющШрЯ от ъ '/» до V 3 в ъ зависи­ мости от ъ ср, а и 8 . 3) Направленге давлетя земли г составляетъ с ъ нормалью к ъ поверхности стены уголъ представ 1яюшай собою уголъ трешя между землею и стенкою. Обыкновенно можно принимать уголъ ф приблизительно равпымъ углу естествеинаго откоса ср земли; пр и совершенно гладкой стене разница н е превосходить 5—б -о. 4) Величина давлетя е дл я т е хъ случаевъ, когда нетъ доба­ вочной нагрузки, определяется услов1емъ: ") По изслъдовашяыъ Форшгеймера поверхность скользешя дл я песча- наго грунта будетъ почти плоскою. Значительно большая кривизна, полу­ ченная пр и опытахъ Leygue'a , можетъ быть отчасти объяснена тт,мъ, что последшй преднолагаетъ разрушеше стены вращешемъ, что болт;е соответ­ ствуете д'Вйствптельпостп, нежели предполагаемое Форшгеймеромъ пара- лельпое передвпжеше ст'Ьны.

I ) е — х g e Ь\ гд е

~Ь — высота стены, g e — в е с ь 1 куб . метра грунта, х — численный коеффищентъ, зависящей исключительно от ъ а , В и ср. Разлагая силу давлешя грунта н а составляющая такъ, чтобы одна из ъ нихъ была нормальна к ъ поверхности стены, а другая е й паралельно, имеемъ: ( Si = X i g e h 2 II ) 1 £ 2 = El t g ^ [ Xi = X COS 5) Вращаюгцш моментъ давлешя грунта относительно подошвы задней стороны подпорной стенки определяется поэтому: Ша) p. = cos a ЗначеШе коеффищентовъ X и x , могутъ быть получены опытнымъ путемъ, посредствомъ пружинныхъ измерительныхъ приборовъ; зна­ чения н- могутъ быть, независимо от ъ выведенного выражешя, также определены посредствомъ рычажного прибора. П о изследовашямъ Leygue' a полученный такимъ путемъ величины весьма хорошо согласуются с ъ результатами формулы. 6) Ългянге добавочною груза и. Представивъ себе, чт о этотъ грузъ замененъ добавочной земляной насыпью, высота ко т орой=м, мы можемъ пользоваться приведенными уравнешями I — Ша , с ъ т емъ лишь изменешемъ, чт о вместо коеффищентовъ X , щ р . следуетъ подставить Х„, x n i v причемъ: Ш) М = E i X I : X x i cos a h 8 = p. g e h 3 пл и Заметимъ здесь же , чт о значешя эт и могутъ быть пригодны лишь д о известной величины и относительно h (опыты Leygue ' a простираются лишь д о и = К). Поэтому лучше было бы в ъ выра- жеши дл я Х и знаменатель последняго члена выразить н е черезъ h, а черезъ h -f - и, какъ в ъ Teopin Понслэ. 7) Степень 7 мелко ил и крупнозерпистости грунта и ег о влажность по Leygue ' y принимаются в о внимаше настолько, насколько он и изменяютъ значеше ср ; вместе с ъ изменешемъ последняго изме­ няется также н х , . 8) Пр и существовашп бермъ ил и ломаного откоса насыпки с л е­ дуетъ интерполировать между различными значешями X и х . 9. Опыты Leygu e н е простираются н а стены с ъ кривой ил и ломаной задней поверхностью. Названный инженеръ считаетъ плос­ кую заднюю сторону наиболее целесообразной и достигаешь е е в ъ случае необходимости посредствомъ соотв. забутки. Последнее однако н е всегда выполнимо и поэтому желательно было б ы рас­ пространить изследоваше н а т а т е случаи. 10) Потребную толщина стены пр и трапецоидальномъ сеченш Leygu e определяешь, обезпечивая е е противъ опрокидычашя, из - вестнымъ запасомъ прочности. Дл я того же , чтобы пр и могущихъ встретиться небольшихъ увеличешяхъ напора лишя давлеШя н е выходила из ъ средней трети стены, он ъ н е принимаешь коеффи- щента прочности & , какъ прежде, равнымъ постоянной величине (2), н о изменяеть ег о сообразно форме с ечешя. Дл я накломныхъ стенъ с ъ сечешемъ в ъ виде паралелограмма он ъ применяетъ & = от ъ 2 д о 2%, дл я прямоугольного сечешя == 2У2, дл я сим­ метричной трапеши = от ъ ЧУ% д о 3 . Обозначивъ черезъ С уголъ образуемый передней стороной сте­ ны с ъ вертикалью, черезъ ш уголъ между вертикалью и д1агоналыо отъ передняго угла подошвы д о верхняго кран задней стороны стены и черезъ h уголъ между вертикалью и задней стороной стены, (смотря п о уклону последней, уголъ этотъ будетъ положительный или отрицательный) будетъ иметь: ( X n = X ( 1 + 0,03 5 £ ) I V. ) Ч = х , ( 1 + 0,6 6 £ ) I №. = Р- (1 + 0,7 0 3 - )