Como determinar a pressão de terra lateral em uma caverna de paredes duplas?

O projeto de um muro de contenção geralmente envolve a determinação da pressão lateral da terra usando a teoria de Rankine ou a teoria de Coulomb. Ambas as teorias envolvem mobilizar a resistência ao cisalhamento de uma cunha triangular de solo que se estende por uma distância considerável da base da parede.

No caso de uma caverna de paredes duplas, como a da figura abaixo, a curta distância entre as duas paredes impediria que essa cunha de falha se estendesse até o fundo. Nesse caso, como determinar a pressão da terra do material de preenchimento de areia entre as duas paredes?

Pelo que li, você está olhando para a pressão que a areia entre a pilha de folhas exerce sobre eles. Nesse caso, vejo duas possibilidades: (1) análise em espiral logarítmica ou (2) análise elástica de Boussinesq .

Análise espiral de toras

A análise da espiral de toras pressupõe que a pressão do solo é mobilizada por uma massa de solo que segue o formato de uma curva de toras de toras. Isso é comumente usado para escavações de valas apoiadas, e a curva da massa deve cruzar a superfície na perpendicular. A análise não é determinada, portanto, recomenda-se um método gráfico (em escala) de tentativa e erro, mas elaboramos um algoritmo baseado em computador que executa esse processo de tentativa e erro computacionalmente.

Nesse caso, porém, em sua análise de tentativa e erro, você pode considerar que a curva deve ser forçada a ocorrer dentro dos limites geométricos da distância entre as paredes empilhadas. Portanto, isso pode representar uma condição realista.

A espiral de toras é sugerida conforme aplicável a todos os problemas de retenção passiva do solo. Eu acho que essa suposição seria aplicável à sua situação, mas isso é algo que deve ser verificado.

Teoria da elasticidade de Boussinesq

A teoria de Boussinesq pode ser usada para examinar problemas de pressão lateral (e vertical) onde a deformação não ocorre. No seu caso, a deformação provavelmente ocorrerá, mas supondo que não possa produzir tensões / pressões mais altas do que o esperado (não há relaxamento sob a teoria), por isso será um resultado conservador.

Também existe a suposição de um meio espaço elástico na teoria de Boussinesq. Como o sistema é limitado por pressão hidrostática, ele poderia ser considerado para se comportar como um meio espaço elástico. Mas mais informações seriam necessárias.

outras considerações

Uma fonte de informações muito boa, abrangente e datada é o Manual de Projeto de Estaca Prancha de Aço (1984) . Os cofferdams celulares e a análise de pressão estão incluídos, no entanto, e uma cópia pode ser vista em scribd.com aqui .

Na foto fornecida, não há dúvida de que haverá tráfego de construção percorrendo a região entre as estacas. Eu usei o Boussinesq (como modificado) especificamente para essa finalidade em projetos anteriores, para garantir que a estrutura possa suportar esses carregamentos. Essa é outra questão muito importante a ser estudada - exigirá a análise de equipamentos específicos, padrões de esteira e cargas - essencialmente os dados dos fabricantes de equipamentos. Sua análise também deve ser coordenada de perto com o programa de construção, para incluir os números e as configurações prováveis ​​dos equipamentos que serão usados. Não é uma tarefa fácil.

Diagrama esquemático da análise sugerida

Na figura abaixo, a abordagem sugerida é mostrada. Obviamente, todas as condições não são conhecidas, por exemplo, a localização do leito marítimo / fluvial, as condições hidrostáticas entre os elementos de retenção empilhados por chapas, etc.

As cargas de construção na parte superior da seção podem ser modeladas usando os padrões de pegada / pegadas e cargas associadas. A teoria de Boussinesq é usada para calcular as tensões laterais na estrutura de retenção, conforme ilustrado pelos envelopes de tensão amarelo e verde, e elas podem ser sobrepostas para acomodar qualquer configuração de carga de superfície desejada.

A análise da espiral de log, no entanto, é um processo iterativo, em que a origem da curva, no ponto O deve ser perturbada, de modo que a curva sempre cruze o ponto A em ângulo reto e também o ponto C na base da escavação. Isso resulta de uma série de envelopes de solo dentro ABC que atingem um valor máximo, tal como ilustrado pela curva e acima do ponto de pontos Uma .

Observe que isso considera uma superfície de falha curva. A suposição de condições passivas é difícil de avaliar, mas próximo aos cantos da caixa, o efeito caixa deve fornecer rigidez suficiente. Para o centro dos lados da caixa, essa suposição precisa de um exame mais aprofundado.

A maneira tradicional de realizar a análise espiral de log é graficamente. Isso é para a construção de um modelo espiral registo de escala de acordo com um desenho escala e transferi-lo em torno do desenho de acordo com as restrições de pontos A e C . A área do ABC é calculada para cada tentativa até que um máximo claro seja alcançado. No entanto, desenvolvemos um algoritmo que realizará isso computacionalmente, portanto, nenhuma análise gráfica é necessária.

Dependendo da sua geometria, você não pode encontrar no máximo, em vez disso você pode ser limitada pelo ponto D . Nesse caso, o envelope definido pelo DBC seria o valor do interesse.

Um dos aspectos mais difíceis dessa análise será estabelecer a pior condição de base. Considerações cuidadosas serão necessárias para determinar quais eventos podem coincidir, em termos de configurações de equipamentos, flutuações nos níveis de água e outros problemas, como possíveis riscos de desidratação. Uma abordagem baseada em risco pode ser recomendada, que garante mais do que o fator tradicional dos métodos de segurança.