Geotehni ko in enjerstvo vje be 1
Download
1 / 24

Geotehničko inženjerstvo vježbe 1 - PowerPoint PPT Presentation


  • 233 Views
  • Uploaded on

Geotehničko inženjerstvo vježbe 1. NASUTE GRAĐEVINE Proračun stabilnosti pokosa, slijeganje i procjeđivanje. A PRORAČUN STABILNOSTI POKOSA HOMOGENOG NASIPA POMOĆU DIJAGRAMA. b. Zadan je nasip svojom visinom H, širinom krune B i kakvoćom gradiva.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Geotehničko inženjerstvo vježbe 1' - isabelle-burt


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Geotehni ko in enjerstvo vje be 1

Geotehničko inženjerstvovježbe 1

NASUTE GRAĐEVINE

Proračun stabilnosti pokosa, slijeganje i procjeđivanje


A

PRORAČUN STABILNOSTI POKOSA

HOMOGENOG NASIPA

POMOĆU DIJAGRAMA


b

Zadan je nasip svojom visinom H, širinom krune B i kakvoćom gradiva.

Potrebno je odrediti širinu nasipa u nožici, L. Za proračun koristiti priloženi dijagram.

Broj stabilnosti zadan je kao:

zadano je:

g=16,1kN/m3

c’=32 kN/m2

j’= 20°

H= 10,8m; B=4,m

Fsc=2

Fsj=1,5

n1=1,2n2

cr= računska kohezija =c’/Fsc

cr=32/2=16kN/m2

jr=računski kut trenja=arc tg (tgj’/Fsj)


b2

cr=32/2=16kN/m2

OČITANO,b2=38,2° n2=1,3

zadano: n1=1,2n2

proračunato, b1=33,7° n1=1,5


Proračun širine brane u nožici, L

zadano:

H= 10,8m;

B=4,m

L=B+H*1,5+H*1,3

L=4+16,2+14,0=30,2m


B

PRORAČUN SLIJEGANJA NASIPA USLIJED VLASTITE TEŽINE


Za visinu brane H

sv=sH

izraz za slijeganje je:

Potrebno je proračunati slijeganje zadanog nasipa uslijed vlastite težine,

nakon što je prošlo potrebno vrijeme konsolidacije.

zadano je:

g=16,1kN/m3

Mv= 40 MPa

H= 10,8m; B=4m

sH=16,1*10,8=173,88 kPa

DsH=sH/2=86,94 kPa

s=0,0235m

Dz=H

s=86,94*10,8/40000

s=2,35 cm


C

PRORAČUN PROCJEĐIVANJA KROZ NASIP


Za nasip homogenog poprečnog presjeka potrebno je odrediti:

1. Položaj virne plohe;

2. Kritični izlazni gradijent i usporediti ga s izlaznim gradijentom za zadani nasip;

3. Količinu procjeđivanja kroz branu.

L=66 m

b=135m

Zadan je nasip prema slici gdje je:

visina brane H= 25 m

širina krune B=10 m

nagib uzvodne kosine nu=1/3

nagib nizvodne kosine nn=1/2

ukupna širina brane b=135m

dužina omočenog dijela uzvodnog pokosa L=66m

Brana je izgrađena od pjeskovitog šljunka slijedećih svojstava:

prostorna težina zasićenog materijala gzas=18,6 kN/m3,

koeficijent procjeđivanja k=19,5×10-4 m/s

najveća moguća visina vode H=ht =22m


→količina vode koja izlazi iz elementa

DVODIMENZIONALNO TEČENJE

→količina vode koja ulazi u element

Kod stacionarnog tečenja ove dvije jednadžbe moraju biti jednake (nema ni izvora ni ponora).


S druge strane Darcyev zakon kaže da je:

kad se uvrsti izraz za vx i vz

u gornju jednadžbu,

dobije se:

Ako je tlo izotropno vrijedi da je kx=kz, pa gornja jednadžba postaje:

a što predstavlja Laplace-ovu jednadžbu dvodimenzionalnog tečenja.

Može se zaključiti da je:


Ako se uvede funkcija potencijala F=k∙h, dobije se:

To je osnovna jednadžba teorije potencijala, koja za rješenje ima familiju krivulja, koje se međusobno sijeku pod pravim kutom. Jedna grupa krivulja predstavlja strujnice, a druga ekvipotencijale. Svaka grupa ima svoju jednadžbu.

Da bi se bilo koji zadatak vezan s procjeđivanjem mogao riješiti potrebno je poznavati strujnu mrežu.

Za jednostavni slučaj homogenog nasipa na nepropusnoj podlozi moguće je strujnu mrežu približno izraditi ručno.

Proračun metodom konačnih elemenata je idealan za knstrukciju strujnih mreža.


1.11. Određivanje virne plohe.

Zadan je nasip prema slici

gdje je:

Visina brane HB= 25 m

Širina krune B=10 m

Nagib uzvodne kosine nu=1/3

Nagib nizvodne kosine nn=1/2

Ukupna širina u temelju brane b=135m

Dužina omočenog dijela uzvodnog pokosa L=66m

Brana je izgrađena od pjeskovitog šljunka slijedećih svojstava:

Prostorna težina zasićenog materijala gzas=18,6 kN/m3,

Koeficijent procjeđivanja k=19,5×10-4 m/s

Maksimalno moguća visina vode H=ht =22m


Da bi se izradila strujna mreža potrebno je poznavati rubnu strujnicu sa zračne strane koja je u ovom slučaju ujedno i pijezometarska linija.

Svojstvo ove linije je da na vodenoj strani strujnica ulazi u nasupo pod pravim kutom u odnosu na liniju pokosa.

Niz pokusa pokazao je da središnji dio rubne strujnice slijedi zakon parabole. Odstupanja nastaju na ulazu u nasip i na izlazu iz nasipa.


Ovo saznanje može poslužiti za konstrukciju ove krivulje. strujnicu sa zračne strane koja je u ovom slučaju ujedno i pijezometarska linija.

Sjecišta parabole (G) i vodnog lica, utvrdio je A. Casagrande, nalazi se na trećini dužine (EH) uzvodnog pokosa. Fokus parabole (F) smješten je u sjecište nizvodne nožice i površine tla.

Za konstrukciju parabole potrebna je još jedna točka (A).

Za geometriju parabole vrijedi da je,

gdje je x=d, a z =ht. Pri tom je S direktrisa parabole.

Odatle slijedi:


Ako se ovo primijeni na konstrukciju vodnog lica za zadani nasip dobije se rješenje sa slike u nastavku.

Ono se koristi za srednji dio rubne strujnice.


Iz slike je jasno da virna ploha ne počinje u točki (A) gdje parabola siječe nizvodnu kosinu, već se ova točka nalazi nešto niže. Rubna strujnica ulazi tangencijalno na zračnu kosinu. To je još jedna značajka koja pomaže konstrukciji te rubne strujnice.


A. Casagrande je dao rješenje za slučajeve kada je kut nagiba nizvodnog pokosa na koji izlazi rubna strujnica (ne mora biti zračna strana nasipa) 30°b180° tj kada na dnu zračne strane nasipa postoji dren:

MOGUĆI FILTARSKI SLOJEVI U NOŽICI BRANE ILI NASIPA


podaci za proračun po Casagrande-u nagiba nizvodnog pokosa na koji izlazi rubna strujnica (ne mora biti zračna strana nasipa) 30°

HB=25m

B=10 m

b=135 m;

L=66m

d=b-2L/3=91

H=ht= 22m

Izraz od Gilboy-a

m×H=a×sinb


L Casagrande je analizom Dupuit-evog približnog izraza došao do jednadžbe za vrijednost veličine virne plohe (a)

ili

ili

a =101,66-89,02=a2=12,76m


Za raspone nagiba zračne linije od 0 došao do jednadžbe za vrijednost veličine virne plohe (b  90° dao je Gilboy dijagram za različite odnose visine vode u jezeru i dužine hipotetične parabole:

Rješenje:

Prema GILBOY-u iz gornjeg dijagrama

b=135 m; b=26,5° tgb=0,5

d=b-2L/3=91m

d/H= (135-44)/22=91/22=4,1;

m=0,3

m×H=a×sinb

m×H=0,3*22=6,6

a1=14,8m


1.2 Kritični izlazni gradijent došao do jednadžbe za vrijednost veličine virne plohe (

gzas =18,6 [kN/m3]

gw =10 [kN/m3]


1.3 Protok Q došao do jednadžbe za vrijednost veličine virne plohe (

iz strujne mreže

Prema Gilboyu:

a1=14,8m

a2=12,76m

q1=9,5*10-4*(14,8*0,4462)*0,5=0,003137 [m3/(s*m')]

q1=3,14 [l/(s*m')]

q2=9,5*10-4*(12,6*0,4462)*0,5=0,00267 [m3/(s*m')]

q2= 2,67 [l/(s*m')]


ad