42
2 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» Кафедра «Основания и фундаменты» МЕХАНИКА ГРУНТОВ, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ Методические указания по выполнению курсовой работы «РАСЧЁТ ПОДПОРНОЙ СТЕНЫ» с использованием программного обеспечения для студентов специальности СЖД, МТ САНКТ – ПЕТЕРБУРГ 2012

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  • 2

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    2012

  • 3

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    4. .................... 14

    4.1. ........................................................ 14

    4.1.1. .......................................................................... 14

    4.1.2. .............................................. 15

    4.1.3. ............................................................... 15

    4.2. ........................................................ 16

    5. ................................................................ 16

    5.1. ................................................................................. 16

    5.2. ................ 17

    5.3. .................... 18

    5.4. ( . . ) .................................................................................................................................. 20

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    5.6. .................................................. 24

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    5.7. .................................................................... 25

  • 4

    5.8. , , : www.BuildCalc.ru .................................................................................................................... 26

    5.8.1. : www.BuildCalc.ru .................................................... 26

    5.9. ............................................................................................................................... 30

    6 . ............................... 34

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    1

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    .

  • 5

    4, - ( ) ( , , ).

    - .

    1. .. . ( ). -, , 2009, http://www.buildcalc.ru/Books/2009062801/Default.aspx

    2. .., .., .. - . . -, , 2011.

    3. .., .. . - . -, , 1992.

    4. .. . . . -. 2010. http://www.zimbelmann.ru/education/solid-and-granular-media/manuals/manual_21.html

    2

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  • 6

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  • 7

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  • 8

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    . - . . . .

  • 9

    (1736-1806). .

    (1788-1867). . -.

    (1824 - 1892). , ;

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    , /3;

  • 10

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    2

    2

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    .coscos

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    a

    aZa

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    . 2. (3.2)(3.5)

    . - .

    1 . , - /.

    :

    = cos ( + ); (3.4)

    = sin ( + ). (3.5)

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    -, /3 . - , :

    = 2

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    = cos ( + ); (3.7)

    = sin ( + ). (3.8)

    q - :

  • 11

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    qh

    (3.9)

    e e e e

    e

    ..

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    e

    E

    Ea

    e2e2ea2A

    E

    E

    . 4.

    :

    1 = h , (3.10)

    2 = (h + ) . (3.11)

    Hee

    E aaa

    2

    21

    (3.12)

    , -

    ,2

    3

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    hH

    hHHh

    (3.13)

    .

    (3.7), (3.8).

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  • 12

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    = z , (3.14)

    z , , ;

    ( ),

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    0 +/2), (3.15)

    , - d.

    (3.15) = 0, = 0 = 0, . . , , , - , , , . -

    - 0,33:

    .2

    2

    dE

    (3.16)

    d/3 .

    3.2. ( . . )

    (. 5) ( ). -

    h.

    1 + . 1 2 -, . 2 D1 (2 = AD1). D , D1D - 1. , D1D D1 - . DD1, DD1 D1 , . , -

    l , 1 , , - + h .

    = D1 DD2 . (3.17)

  • 13

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    ea2

    ea1

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    , ,

    .

    h

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    2

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    h

    h

    (3.19)

    , , 1

    .2

    21

    (3.20)

    5 %.

  • 14

    4.

    4.1.

    4.1.1.

    , ma min , - :

    ;1

    g

    R

    A

    N

    (4.1)

    ;11maxg

    c R

    W

    M

    A

    N

    (4.2)

    011min W

    M

    A

    NP (4.3)

    N1 1 , ( . 2);

    W , 3;

    , 2 ;

    R , , (4.6);

    g , 1,4; , 1

    1,2 pma.. ( )

    A = b 1, (4.4)

    b , . , 3,

    .6

    1 2bW

    (4.5)

    , ,

  • 15

    R = 1.7 {R0 [1 + k1 (b 2)] + k2 (d 3)}, (4.6)

    R0 , - , - (. 14) . 5, 6;

    , - /3,;

    d , ;

    k1, k2 , . 7.

    4.1.2.

    ,

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    u m

    M

    M

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    0,8;

    n , 1,1.

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    m

    Q

    Qr

    (4.8)

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    m , 0,9;

    n , 1,1.

  • 16

    4.2.

    NII .

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    e (4.9)

    II

    II

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    = 0,8 ( ).

    5.

    5.1.

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    = 1 ; b = 3 ; = 6 ; d = 1,5 ; = +10.

    :

    , = 18 /3;

    = 28; = 1; = + 8; =0,7 0=6 .

    ():

    = 21,0 /3; = 0,16; s = 27,5 /

    3;

    L = 0,33;

  • 17

    = 0,15;

    =21; =81 ;

    0=28 .

    q = 40 . . , -

    , ( -) , - .

    5.2.

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    ;/ 1,1816,01

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    ;342,05,27

    1,1811

    s

    dn

    ;519,0342,01

    342,0

    1

    n

    ne

    05,015,033,0

    15,016,0

    pL

    p

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    .18,015,033,0 pLpI

    (. . 1, 2, 3 2.02.01-83*) http://elima.ru/scripts/ground.php

  • 18

    ( . 1) , (. 2) . . 5 -

    R0 = 500 . -

    :

    R = 1,7 {R0 [1 + k1 (b 2)] + k2 (d 3)},

    k1 = 0,04 k2 = 2,0 . 7;

    R = 1,7 { 500 [1 + 0,04 (3 2)] + 2,0 18 (1,5 3)} = 884 .

    2 18 (1,5 3) , d < 3,0 .

    , -

    ;w

    S

    e

    wS

    w /3,;

    . 3, 4 ,

    R0 (. 6).

    5.3.

    q = 40 :

    22,218

    40

    qh

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    coscos

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    1

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    2

    a

    z

    ;169,0810cos110cos

    828sin128sin

    coscos

    sinsin

    a

    aZa

  • 19

    .477,0

    110cos10cos

    1018cos

    169,01

    1222

    a

    Za a .

    :

    1 = . h

    . a = 18

    . 2,22

    . 0,477 = 19,06 /;

    2 = . (h + )

    . a

    = 18(2,22 + 6)

    . 0,477 = 70,58 /.

    . 9,26862

    58,7006,19

    2

    21

    Hee

    E aaa

    - :

    1 = 1 . cos (+) = 19,06 . cos (10 + 1) = 18,71 /:

    2 = 2 . cos (+) = 70,58 . cos (10 + 1) = 70,57 /;

    1 = 1 . sin (+) = 19,06 . sin (10 + 1) = 3,64 /;

    2 = 2 . sin (+) = 70,58 . sin (10+1) = 13,47 /.

    -

    ; 8,26762

    57,7071,18

    2

    21

    Hee

    E arar

    . 3,5162

    47,1364,3

    2

    21

    = . d

    . tg

    2 (45 +/2) = 18 . 1,5 . tg2 (45 + 28/2)= 74,78 /.

    , ,

    . 1,562

    28452

    5,118

    245

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    22

    2

    2

    tgtgd

    E

    , 3,

    = 0,33 . 56,1 = 18,5 .

  • 20

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    5.4. ( . . )

    .

    (. 7)

    F = 5,9 5,6

    2

    = 16,4 2.

    , + hp ,

    = . F = 18

    . 16,4 = 295,2 .

    , , , , :

    2 =

    2

    p

    h =

    2 295,2

    6 2,22

    = 71,82 ;

    1 =

    2np

    p

    h

    h

    = 71,82

    .

    2,22

    6 2,22= 19,40 /.

    , ,

    =

    1 2

    2

    . =

    19,4 71,82

    2

    . 6 = 273,7 .

    , ,

    273,7 268,9

    268,9

    . 100 = 1,8 %,

    .

    5.5. ,

    , , (4.1)(4.3). (. 1).

    1

    , , , ,

  • 21

    G = [o1 3 (0,5 1,5 10 )

    2

    tq

    (6 1,5)] . 24 = 175

    G = 1,1 . 175 =

    = 192,5 0,1 19,3

    G = [(1,5 . 3) (

    1,5 101,5)

    2

    otq]

    . 24 =

    = 103,3

    G = 1,1. 103,3 =

    = 113,6 0,05 + 5,7

    = 267,8 =1,2 267,8 = 321,4 2,4 + 771,3

    = 51,3 = 1,2 51,3 = 61,6 1,15 73,9

    = 18,5 = 1 18,5 = 18,5 0,5 9,3

    . 1 f = 1,1 ; f = 1,2 , . ,

    ( . 8). -

    . .

    . 6. (/)

  • 22

    . 7. . . . .

  • 23

    . 8. , , ,

    .

    N1 = 192,5 + 113,6 + 61,6 = 367,7 .

    1 = 19,3 + 5,7 + 771,3 73,9 9,3 = 674,5 .

    (4.4) (4.5):

    = b . 1 = 3 . 1 = 3 2;

    W = 21 3

    6

    = 1,5 3.

  • 24

    = 1N

    A=

    367,7

    3= 122,6 ;

    ma

    min = 1 1 367,7 674,5 122,6 449,7

    3 1,5

    N M

    A W ;

    ma = 572,3 , min = 327,1 .

    . 8. :

    = 122,6 < 884

    1,4 = 631,4 ;

    m = 572,3 < 1,2 884

    1,4

    = 757,7 ;

    min = 327,1 < 0.

    , . . - , .

    5.6.

    - (4.7). - (. 2).

    . 2 -

    ( 1 . 8), f = 0,9 .

    1

    1

    771,4 0,81,38 0,73,

    559,3 1,1

    z

    . . (4.7) .

    (4.8) 1 2.

  • 25

    2

    ,

    ,

    ,

    ,

    z1

    1

    G = 175

    G = 103,3

    = 267,8 = 51,3 = 18,5

    G = 0,9 175 = 157,5

    G = 0,9 103,3 = 93

    = 1,2 267,8 = 321,4 = 1,2 51,3 = 61,6 = 1 18,5 = 18,5

    1,60

    1,45

    2,40

    2,65

    0,50

    252

    134,8

    163,2

    9,3

    771,4

    559,3 771,4

    1rQ = E = 321,4 18,5 = 302,9 .

    1zQ = (Gc + G + ) = 0,3 (157,5 + 93 + 61,6) = 93,6 .

    = 0,3 (. 8):

    1

    1

    r

    z

    Q

    Q =

    302,9

    93,6= 3,24 >

    0,9

    1,1 = 0,82,

    . . (4.8) .

    5.7.

    II NII (4.9)

    f = 1 . 1.

    0 = II

    II

    M

    N=

    175 0,1 103,3 0,05 267,8 2,4 51,3 1,15 18,5 0,5

    175 103,3 51,3

    =

    = 1,68 ;

    21 3 1

    6 3 1

    W

    A

    0,5 ;

    0

    1,68

    0,53,36 > = 0,8,

    . . .

  • 26

    5.8. , ,

    : www.BuildCalc.ru

    [1] - http://www.buildcalc.ru/Books/2009062801/Default.aspx. - , - ( -) - .

    (BRWL) - - http://www.buildcalc.ru/Calculations/Brwl/Default.aspx

    (BRWL) - 2.02.01-83*, :

    1. (R) - - .

    2. (S) ( II ).

    3. (.) ( I ) .

    4. (.), (Pmin) (max) - .

    BRWL, , , , - .

    5.8.1. :

    www.BuildCalc.ru

    , -: http://www.buildcalc.ru/Calculations/Brwl/Default.aspx - on-lain.

    -. (. 9) , - () .

  • 27

    . 9. .

    - - . 10 . ( ) - , .

    (. 10), 5.1, 5.2.

    , . 10, -, . (), - . 2.02.01-83*( http://files.stroyinf.ru/Data1/2/2015/) , - .

  • 28

    . 10. .

    , , - , , - -, .

    - - (. 11).

  • 29

    . 11. ,

    (. 12). . - 1, 1,5 1,5 . - 3,0 .

    . 12. - .

    (. 13) - . - . .

    1 .

  • 30

    , 1 (5.5), , .

    N = 192,5+61,6 = 254,1 .

    , , -, :

    = -19,3+771,3-73,9-9,3=668,8 .

    (. 13) - , .

    . 13. .

    . 13 , -, .. - , .

    , (BRWL) -

    . 5.5.

    : , . .

    5.9.

    , - . .

    , . - ,

  • 31

    . , .

    1 . 1, -, ; - , - .

    , . , -

    (. 1 5.5), :

    N = 192,5+61,6 +113,6= 367,7 . -

    (4.3),

    min = 0.

    . 17293,0184184

    93,0

    1846

    37,3676

    fB

    f

    B

    M

    bNM

    , MB - (BRWL) (. 13). -, () (. 1.14).

    BRWL - .

    : ( 5)

    :

    :

    :

    ( ), : 1,50

    ( ), :

    1,50

  • 32

    , : 3,00

    N, : 254,10

    , QB, :

    0,00

    , MB, *:

    172,00

    H,

    - -

    ,

    /3

    ,

    C,

    e W IL E -

    1 1,5

    18 28 0 0,7 - - 6000 0,3

    2 10 -, - - -- -

    21 21 81 0,5 0,16 0,05 28000 0,3

    H, 1,

    /3 2,

    /3 1, 2, C1, C2, c1 c2 K

    1 1,50 16,36 18,00 25,45 28,00 0,00 0,00 1,30 1,26 1,10

    2 10,00 19,09 21,00 18,26 21,00 54,00 81,00 1,25 1,08 1,10

    : 2,00

    , /3: 27,50

    , /3: 10,00

    I- - , /3:

    16,36

    II- - , /3:

    18,00

    d1, : 1,50

    R, : 776,18

    ( ) P, : 1 360,08

  • 33

    N, : 4 080,24

    Pmin, : 0,03

    P., : 114,70

    Pmax, : 229,37

    S, : 2,37

    : 10,67

    . 1.14. ( ). BRWL

    (http://www.buildcalc.ru/Calculations/Brwl/Help.aspx) .

    (. 14) - 2.02.01-83*, .. - Pmin >0, , , .. .

    - S=2,37 1 ( - I ).

    2,4 (. 8) -

    , = 184/2,4 = 76,7 , 3,5 . (3.2), (3.3).

    - ?

    , , . -.

    1. ; = 28 ( ). , -

    .

    = 3034 ; = 3236 ; - = 3538; = 3840. - = = 40.

    2. . = 1, . - . -

    = 0,5 = 20. = .

  • 34

    3. , ( < 0) .

    , .. . , = 40; = 20 = 15 4,28 2 77 , . , ( ) - . , - -.

    6 .

    1 . ? ?

    2 . - ?

    3.

    ? 0, , ? (. . 3).

    4. , - ; .

    5. ? ?

    6.

    , = = = 0? 7. , -

    ? 1/3 -?

    8. ( ) -?

    9. ( )? ?

    10. ( ) -?

  • 35

    11. -? ?

    12. (. . 5

    7) , : ; q;

    ; , . 13.

    ? 14. (4,3) (4,9)? 15.

    ? 16.

    ?

    (

    )

    , - .

    (. 1). (. 2). ,

    (. 3). -

    (. 4). , 1234. ,

    . 1 = 1 ; b = 3 . .; . 2 = 19 /3;

    = 29 . .; . 3 ( ); = 19,8 /3;

    = 0,1 . .; . 4 q = 50 . . 1 -

    , . 1.

  • 36

    q

    a

    H

    b

    d

    0.50

    . 1.

    . 2 -

    . - , .

    . 2.

    .

    , - , .

    - .

  • 37

  • 38

    (, )

    1

    0,01 Ip 0,07

    0,07 < Ip 0,17

    Ip > 0,17

    2

    () IL :

    IL < 0

    0 IL 1

    IL > 1 :

    IL < 0

    0 IL 0,25

    0,25 < IL 0,50

    0,50 < IL 0,75

    0,75 < IL 1

    IL > 1

    3

    Sr

    0 < Sr 0,5

    0,5 < Sr 0,8

    0,8 < Sr 1

  • 39

    4

    ,

    < 0,55 0,55 0,70 > 0,70

    < 0,60 0,60 0,75 > 0,75 < 0,60 0,60 0,80 > 0,80

    5

    R0 () ,

    () IL

    0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

    ( Ip 0,05)

    0,5

    0,7

    350

    400

    300

    250

    250

    200

    200

    150

    150

    100

    100

    ( 0,10 Ip 0,15)

    0,5

    0,7

    1,0

    400

    350

    300

    350

    300

    250

    300

    250

    200

    250

    200

    150

    200

    150

    100

    150

    100

    100

    ( I 0,20)

    0,5

    0,6

    0,8

    1,1

    600

    500

    400

    300

    450

    350

    300

    250

    350

    300

    250

    200

    300

    250

    200

    150

    250

    200

    150

    100

    200

    150

    100

    150

    100

    Ip 0,050,10

    0150,20 R0, . 5, .

  • 40

    R0 (IL < 0) -

    R0 = 1,5 Rn

    1000 , 2000 ,

    3000 ; Rn -.

    6

    R0 ,

    R0

    -

    :

    :

    :

    350

    300

    250

    200

    150

    200

    150

    100

    , . 6, - 100 %, -, 60 %, , .

  • 41

    7

    k1 k2

    k1, 1

    k2

    , , ,

    ,

    0,10

    0,08

    0,06

    0,04

    0,02

    3,0

    2,5

    2,0

    2,0

    1,5

    8

    ( , . .):

    -

    0,25

    0,30

    0,30

    0,40

    0,50

    0,60

  • 42

    ( )

    ________

    _________

    _____________

    -

    201

  • 43

    ( )

    _________________

    _________________

    __________________

    q =

    H =

    a =

    b =

    d =

    0.50

    /3

    /3

    q

    b w

    s /3

    d wL

    wP

    _______________ ____________