Wewnętrzna stateczność kotew
Wewnętrzna stateczność systemu kotwienia ściany, wyznaczana jest niezależnie dla każdej warstwy. Podczas analizy określana jest siła kotwienia, która równoważy system sił oddziaływujących na blok gruntu. Blok gruntu jest to obszar przestrzenny, wydzielony zarysem ściany, terenu, linii łączącej posadowienie ściany z buławą kotwy, oraz linią pionową przechodzącą przez środek buławy kotwy do terenu (jak na rysunku poniżej).
Teoretycznym fundamentem konstrukcji ściany jest punkt, w którym suma sił poziomych pod dnem wykopu równa jest zeru. Jeżeli taki punkt znajduje się poniżej podstawy obudowy, to teoretycznym fundamentem jest podstawa tej ściany.
Analiza wykonywana jest na metr bieżący konstrukcji ściany. Tak więc, siły kotwienia są wyliczane z uwzględnieniem rozstawu kotew w poszczególnych warstwach.
Analiza stateczności wewnętrznej
Na rysunku pokazano schemat dla weryfikacji warstwy inr. Wyznaczana jest równowaga sił dla bloku ABCD. Do analizy zastosowanie mają podane niżej siły:
EA | - | Wypadkowa czynnego parcia gruntu, działającego na ścianę (na linii AD) |
EAi | - | Wypadkowa czynnego parcia gruntu, powyżej buławy sprawdzanej kotwy (na linii BC) |
Gi | - | Ciężar inr - blok gruntu ABCD; dodatkowo, wartość ta zawiera dodatkowe obciążenie p oddziałujące na powierzchni terenu, pod warunkiem, że nachylenie θi powierzchni poślizgu AB, jest większe niż wartość średnia kąta tarcia wewnętrznego na tej powierzchni; w przypadku mniejszego nachylenia powierzchni poślizgu AB dodatkowe obciążenie gruntu nie jest uwzględniane. |
Ci | - | Wypadkowa spójności gruntu na powierzchni poślizgu AB. |
Fj, Fk, … | - | Siły zmobilizowane w pozostałych kotwach, przy czym niektóre z nich nie są brane pod uwagę; tylko "krótsze" kotwy (w porównaniu do kotwy inr ) włączone są do analizy równowagi bloku inr ; W celu zdecydowania czy dana kotew (mnr) ma być włączona, lub wyłączona w analizie równowagi bloku inr stosowana jest następująca zasada: w pierwszej kolejności wybierana jest niższa kotew (mnr lub inr); następnie umieszczana jest płaska powierzchnia poślizgu, od środka buławy wybranej kotwy; płaszczyzna ta nachylona jest pod kątem 45o - φn/2 od linii pionowej (linia ab, lub Bc na rysunku); φn jest wartością średnią kąta tarcia wewnętrznego ponad buławą niższej kotwy; jeśli buława inr jest powyżej buławy mnr, a wyżej umieszczona buława (inr) znajduje się na zewnątrz obszaru wyznaczonego płaską powierzchnią poślizgu, to kotew mnr jest włączana do analizy; takim samym przykładem włączenia kotwy mnr do analizy, jest przypadek, gdy buława inr znajduje się pod buławą mnr, i buława mnr znajduje się wewnątrz obszaru odciętego powierzchnią poślizgu; dwie przeciwne sytuacje decydują o wyłączeniu kotew z analizy; pierwsza z nich to buława inr powyżej buławy mnr oraz inr jest wewnątrz obszaru, a druga wtedy, gdy buława inr znajduje się pod buławą mnr i mnr jest na zewnątrz obszaru; na podstawie powyższych definicji wynika, że "krótsza" kotew Fk zostaje włączona do analizy, a kotew "dłuższa" Fj będzie z analizy wyłączona (zobacz rysunek). |
Qi | - | Rekcja na powierzchni poślizgu AB |
Fi | Siła w analizowanej kotwie; maksymalna dopuszczalna wartość tej siły wynika z analizy równowagi przeprowadzonej dla bloku inr |
Rozwiązanie problemu równowagi dla danego bloku wymaga zastosowania równań równowagi sił poziomych i pionowych. Jest to układ dwóch równań, które należy rozwiązać dla znalezienia niewiadomych Qi (reakcja podłoża) , oraz Fi (maksymalna dopuszczalna wartość siły w kotwie).
Jako wynik programu podaje maksymalne dopuszczalne siły w kotwach, dla każdego rzędu kotew. Wartości te są następnie porównywane do sił rzeczywiście zmobilizowanych w poszczególnych kotwach.