T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 1

Diplomski sveučilišni studij Smjer: GEOTEHNIKA

Sveučilište u Zagrebu Građevinski fakultet

Nasute i potporne građevine 10

Prof. dr. sc. Tomislav IvšićGrađevinski fakultet Zagreb

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 2

Pritisak tla na zidove i granična stanjaUtjecaj trenja između zida i tla

τw = f (σ w ) = µ w σ w + c wµW = koef. trenja = tg ϕw

c w = adhezija

ϕw = ϕ tla - “potpuno hrapav zid”

max ϕw kad je tg ϕw = sin ϕ tla

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 3

Pritisak tla na zidove i granična stanjaUtjecaj trenja između zida i tla

Utjecaj trenja na zakrivljenost kliznih ploha u plastificiranoj aktivnoj zoni tla iza zida s prikazom određivanja smjera kliznih ploha pomoću Mohroveanalize naprezanja za točke na sučelju poleđine zida i tla; slično vrijedi i za pasivno stanje, samo je utjecaj obratan

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 4

Pritisak tla na zidove i granična stanjaUtjecaj trenja između zida i tla

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 5

Pritisak tla na zidove i granična stanjaKoherentni materijali

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 6

Pritisak tla na zidove i granična stanjaCoulombova metoda ( blokovi)

Coulomb 1736-1806Objavljeno 1773.

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 7

Pritisak tla na zidove i granična stanjaCoulombova metoda ( blokovi)

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 8

Pritisak tla na zidove i granična stanjaProširenje Coulombove teorije: Müller-Breslau

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 9

Pritisak tla na zidove i granična stanja

Teorije plastičnosti: Kötterove jednadžbe, radovi Kerisela i Absia i teoremi gornje i donje granice

Kötter 1888 –jednadžbe plastične ravnotežeCaquot i Kerisel 1948 – numerička rješenja Bousinesquove jednadžbe

Kerisel i Absi (1990) – tabelarna rješenja za korištenje

Teorem donje granice – polje naprezanja

Teorem gornje granice – mehanizam, pomaci, rad sila

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 10

Pritisak tla na zidove i granična stanjaGranični pritisci prema Eurokodu 7

Definicija veličina i predznaka za proračun pasivnog otpora (lijevo) i aktivnog tlaka (desno) prema EN 1997-1:2004 prema Kerisel i Absi (1990)

Aktivni tlak - efektivni

Pasivni otpor - efektivni

Efektivni pritisak nadsloja

Koeficijent horizontalne komponente tlaka

A: - δ, - ϕ’ P: + δ, + ϕ’

Za nedrenirano stanje:

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 11

Pritisak tla na zidove i granična stanjaDodatno opterećenje na površini terena – granična stanja

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 12

Pritisak tla na zidove i granična stanjaDodatno opterećenje na površini terena – teorija elastičnosti

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 13

Drugi utjecaji na pritiske na zidoveUtjecaj podzemne vode i procjeđivanja, dreniranje i hidraulički slom

• Hidrostatski tlak : u = γw z

• Sila strujnog tlaka (kod procjeđivanja – tečenja vode)

• djelovanje na efektivnu težinu tla – uzgon + sila strujnog tlaka

- vektor efektivne jedinične težine tla

- vektor jedinične težine tla

- vektor jedinične (specifične) težine vode

- gradijent (vektor) hidrauličkog potencijala h

- vektor uronjene jedinične težine tla

Ukupni normalni pritisak na zid

Volumenske sile !!

Posmično djelovanje na zid

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 14

Drugi utjecaji na pritiske na zidove

Proračun i raspodjela pritisaka tla na gravitacijski zid za aktivno stanje plastične ravnoteže kad je podzemna voda u hidrostatičkom stanju s razinom na površini terena iza zida

Utjecaj podzemne vode i procjeđivanja, dreniranje i hidraulički slom

Učinak drena na poleđini gravitacijskog betonskog zida:

potencijali pritiska ili piezometarki potencijali (gore) i vertikalne komponente hidrauličkog gradijenta, (dolje)

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 15

Drugi utjecaji na pritiske na zidove

Pritisci na razuprtu stijenu od talpi za zaštitu građevne jame uz puno aktiviranje aktivnog tlaka (desno) i pasivnog otpora (lijevo) te uz procjeđivanje podzemne vode oko stijene u jamu

Utjecaj podzemne vode i procjeđivanja, dreniranje i hidraulički slom

LIJEVO

DESNO

HIDRAULIČKI SLOM (lijevo) γ’ ≤ 0 EC7:T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 16

Pritisak tla na zidove i granična stanjaRazličiti uvjeti u tlu iza zida

zrnati nasip

dren

ploha sloma

zrnati nasip

dren

Ko

?

Uslojeno tlo

koherentno

zrnato

zrnato

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 17

Pritisak tla na zidove i granična stanjaRazličiti uvjeti u tlu iza zida

Vlačne pukotinePreporučeno

Heterogenost

raspadnuta stijena

svodni efekt

čvrsta stijenapreraspodjela pritisaka

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 18

Potporne konstrukcije kod prometnica

Vrlo česta upotreba – različiti uvjeti terena, prisilne točke

potporni zidovi: - kod nasipa i manjih usjeka

- sanacije terena, odroni ili otkliznuća

- kod tunelskih portala

visoki usjeci – sidrene potporne konstrukcije

potencijalno nestabilni iskopi – ojačanja tla i stijene, grede-roštilj

obložni zidovi – odroni površinskog rastrošenog sloja

upornjaci mostova

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 19

Primjeri primjene potpornih zidovaUz prometnice

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 20

Orijentacione dimenzije potpornih zidova

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 21

Potporne konstrukcije kod prometnicaObložni zidovi i ojačanja tla

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 22

Potporne konstrukcije kod prometnicaObložni zidovi i ojačanja tla

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 23

Potporne konstrukcije kod prometnicaObložni zidovi i ojačanja tla - grede, roštilji

T.Ivsic NP 10 2009 / 2010 24

Potporne konstrukcije kod prometnicaObložni zidovi i ojačanja tla - galerije