Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 10
1.1. Краткие сведения о развитии конструкций подпорных стен. 10
1.2. Обзор теоретических исследований давления несвязных грунтов на подпорные стены 14
1.3. Обзор экспериментальных исследований давления " несвязного грунта на подпорные стены 29
1.4. Задачи дальнейших исследований... 53
2. Давление несвязного грунта на жёсткие несмещащиеся подпорные стены 56
2.1. Обоснование методов экспериментальных исследований 57
2.2. Методика и программа экспериментальных исследований 59
2.3. Проведение экспериментов и анализ результатов исследований 82
2.3.1. Испытания в установке центробежного моделирования 82
2.3.2. Испытания в модельном лотке 91
3. Исследование вжяния деформирования несвязного грунта на изменение его напряженного состояния 105
3.1. Аппаратура и методика лабораторных испытаний... 107
3.2. Проведение испытаний и анализ результатов. 113
4. Перераспределение давления несвязного грунта по высоте подпорных стен при их поворотах вокруг верхнего ребра 133
4.1. Теоретические предпосылки к оценке перераспре деления давления 133
4.1.1. Исследование взаимного смещения частиц засыпки при поворотах стенки вокруг верхнего ребра 135
4.1.2. Разработка схем расчёта 146
4.2. Экспериментальные исследования перераспределе ния давления несвязного грунта на подпорные стены при их поворотах вокруг верхнего ребра 167
4.2.1. Разработка методики исследований 169
4.2.2. Проведение модельных испытаний 170
Общие выводы и рекомендации 200
Литература 204
Приложение 219
- Обзор теоретических исследований давления несвязных грунтов на подпорные стены
- Проведение экспериментов и анализ результатов исследований
- Проведение испытаний и анализ результатов.
- Исследование взаимного смещения частиц засыпки при поворотах стенки вокруг верхнего ребра
Введение к работе
Капитальное строительство является одной из ведущих отраслей народного хозяйства и от его развития во многом зависит ускорение научно-технического прогресса, выполнение социально-экономической программы, принятой ХХУІ съездом КПСС.
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" предусматривается в области капитального строительства повышение эффективности капитальных вложений за счёт применения новых конструкций, совершенствования технологии возведения сооружений /I/.
Важнейшим направлением остается создание и внедрение в практику проектирования и строительства таких конструктивных решений элементов зданий и сооружений, а также способов их изготовления и монтажа, которые обеспечивали бы значительное повышение уровня индустриализации и снижение материалоемкости. Решению этой задачи во многом способствует оптимизация конструкций на стадии проектирования. Расчёты /2/ показывают, что за счёт совершенствования конструктивных элементов может быть достигнуто около 30-40$ планового повышения производительности труда.
Для оптимизации проектных решений необходим учёт особенностей совместной работы конструктивных элементов и окружающей среды. Этот аспект особенно важен для расчёта подземных сооружений, элементы которых взаимодействуют с окружающим грунтовым массивом. Повышенный интерес к этому виду строительства в последнее время объясняется значительным расширением числа подземных сооружений в связи с поставленной задачей рационального использования земель.
Одним из важнейших элементов подземных сооружений являются подпорные стены, выполняющие одновременно функции несущих элементов и ограждающих конструкций. Расширение функциональных особен-
ностей работы подпорных стен предопределяют внимание к вопросу выбора рациональных их форм, наиболее экономичных, технически целесообразных и технологичных. Как показывает практика /3/, общие годовые затраты в нашей стране на сооружение подпорных стен значительны и возведение их по проектам, не являющимся наиболее рациональными, приводит к значительному повышению материалоемкости конструкций, трудоемкости их возведения и, как следствие, существенному удорожанию строительства.
Выбор рациональных конструкций подпорных стен во многом обусловлен особенностями распределения бокового давления со стороны окружающего грунтового массива, в свою очередь зависящего от характера деформирования стенок, а также деформативных свойств их оснований. Актуальность решения этой проблемы возрастает по мере перехода от массивных материалоемких конструкций к облегченным, позволяющим использовать преимущества, заложенные в железобетоне, пластмассах и других материалах. Если в массивных подпорных стенах устойчивость против опрокидывания и сдвига обеспечивалась их весом, то в облегченных конструкциях давление грунта компенсируется при помощи различных конструктивных мероприятий: заделки стен в грунт, её анкеровки в различных по высоте уровнях и т.п. Соответственно изменяется и характер их деформирования по высоте.
Исследования, выполненные К.Терцаги /4/, указали на важное обстоятельство, а именно, влияние величины и направления смещения стен, их деформирования на перераспределение бокового давления. В связи с этим были поставлены под сомнение результаты предшествовавших исследований, трактовавшиеся в предположении о неизменности прочностных и деформативных свойств грунтов в процессе деформирования или смещения стен. Последующие модельные и натурные эксперименты показали, что широко используемый в строи-
тельной практике метод Кулона-Ренкина даёт распределение давления, справедливое только в случае поворота стенки вокруг нижней неподвижной грани в сторону от грунтовой засыпки. Применяемые в настоящее время стенки в зависимости от конструктивных особенностей и функционального назначения могут быть как жёсткими несмеща-ющимися, так и испытывать самые различные деформации.
Предложенные в последующем формулы расчёта, учитывающие в определенной мере различные деформации стенок и соответствующие процессы, происходящие в прилегающей к стенке засыпке, не нашли практического применения, поскольку, как считал К.Терцаги, были слишком сложны для практического применения, а на практике были вполне достаточны расчёты по Кулону-Ренкину. В то же время А.Кез-ди /5/ отмечал, что теоретические основы существующих методов расчёта требуют самого пристального внимания, так как в них принята идеализированная модель, которая характеризуется недостаточно определенными понятиями об "угле внутреннего трения" и "сцеплении".
В настоящее время в используемой при проектировании и расчётах нормативной и справочной литературе / 6,7,8,9,10,11 / боковое давление рекомендуется определять в зависимости от величины и направления смещения стены. При этом выделяются три случая:
а) стенка перемещается в сторону от засыпки (активное давле
ние);
б) стенка перемещается в сторону засыпки (пассивное давле
ние);
в) стенка практически неподвижна по отношению к грунту (сос
тояние покоя).
Для всех перечисленных случаев распределение давления по высоте принимается линейным, величины активного и пассивного давления определяются по Кулону-Ренкину. Давление в состоянии покоя
определяется исходя из рассмотрения грунта засыпки, как линейно деформируемой среды. В качестве основной характеристики используется коэффициент бокового давления.
Результаты модельных и натурных испытаний, в которых измерялось давление несвязного грунта на подпорные стены, даёт основание полагать, что указанные схемы не учитывают ряд факторов, характеризующих действительную работу подпорных стен, таких, как послойное уплотнение засыпки при возведении стен, различные их перемещения и деформации. При применении облегченных конструкций не учёт этих факторов может привести к более высоким значениям давления на отдельные элементы по сравнению с рекомендуемыми и соответствующим нежелательным последействием. Таким образом, назрела настоятельная необходимость в дальнейшем, более углубленном и всестороннем изучении указанных вопросов и последующем совершенствовании методов расчёта подпорных стен.
В настоящей диссертации представлены результаты экспериментального и теоретического анализа давления несвязного грунта на жёсткие несмещающиеся стены и поворачивающиеся вокруг верхнего ребра, а также изменения напряженного состояния грунтового массива в допредельном состоянии при деформировании несвязных грунтов.
Представленные материалы являются результатами исследований автора, полученными при выполнении НИР по заданию Всесоюзного научно-исследовательского института оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова, входящих в тему 04.07.С.II.г. подпрограммы 0.55.16 ц целевой программы 0.Ц.ЗІ Госстроя СССР. "Провести исследования, разработать методы расчёта и принципы конструирования облегченных фундаментов повышенной несущей способности и выдать задание на проектирование в условиях опытного строительства".
В главе I диссертации охарактеризовано состояние исследований давления несвязного грунта на подпорные стены с учётом особенностей их возведения и последующей эксплуатации, приведены имеющиеся данные о величине коэффициента бокового давления и влиянии различных факторов на его изменение. Показано, что в целом ряде экспериментов наблюдалось распределение давления, отличное от рекомендуемых для практического использования. Сформулированы задачи дальнейших исследований.
В главе 2 представлены материалы теоретического и экспериментального анализа результатов модельных испытаний давления несвязного грунта на жёсткие несмещающиеся подпорные стены, выполненных с использованием метода центробежного моделирования и в модельных лотках. Выявлено влияние послойного уплотнения засыпки на величину давления и установлены факторы, являющиеся причиной наблюдаемых в литературе расхождений относительно величины коэффициента бокового давления. Дано сравнение результатов экспериментов с расчётными величинами, полученными по различным формулам, предложены схемы расчёта давления с учётом уплотнения засыпки.
Обзор теоретических исследований давления несвязных грунтов на подпорные стены
Начало теоретических исследований по определению давления грунта на подпорные стены было положено работами Кулона /17, 18/, который в результате чисто теоретического анализа предложил определять давление сыпучего тела из условия статического равновесия жёсткого клина, образующегося в засыпке между задней гранью стенки и поверхностью сползания, считая клин сползающим, как единое целое. Предельное значение бокового давления в состоянии предельного равновесия определялось исходя из величины общего давления, при этом распределение напряжений по высоте стенки не рассматривалось.
Кулон допускал возможность криволинейной поверхности сползания засыпки, однако для упрощения математического аппарата рассматривал поверхность сползания в виде плоскости. Он предполагал, что предельное состояние в засыпке достигается скачкообразно при любом незначительном смещении стенки.
Идеи Кулона получили дальнейшее развитие в многочисленных последующих исследованиях и до сих пор широко используются в нормативной и справочной литературе по расчёту подпорных стен. В последующем были предложены аналитические и графические методы расчёта, учитывающие различные факторы: шероховатость и конфигурацию поверхности грани стенки, примыкающей к засыпке; очертание поверхности засыпки, поверхности сползания и т.д.
Среди работ этого направления следует отметить исследования Ребхана, давшего аналитическое определение плоскости сползания, Понселе, Кульмана, Энгессера, Винклера, использовавших графические методы для определения поверхностей сползания, а также работы А.И.Прилежаева, С.И.Белзецкого, Г.Крей, Н.М.Герсеванова, Н.П. Цузыревского, В.іелениуеа, В.П.Скрыльникова, И.П.Прокофьева, Н.й. Безухова, В.В.Синельникова, И.А.Симвулиди, Г.А.Дубровы, Г.К.Клейна и др. В большинстве этих работ в качестве исходного допущения принималось существование поверхностей сползания простейших форм: плоских, призматических или цилиндрических. Такой упрощенный подход позволил, в частности, И.П.Прокофьеву и Н.И.Безухову разработать таблицы для расчёта, которые в течение ряда лет использовались в строительной практике.
Кеттером / 4 / была сделана попытка аналитического определе ния давления на стенку с использованием уравнения криволинейного очертания поверхности сползания. 6 качестве исходной была взята система уравнений, включающая уравнения равновесия и условие Кулона, связывающее касательные и нормальные напряжения в массиве, находящемся в предельном равновесии. Полученное решение было сложным и не давало точного определения максимального давления. Мюл-лер-Бреслау показал / 18 /, что учёт влияния криволинейной поверхности сползания увеличивает давление в пределах до 6%. Незначительное расхождение в получаемых значениях давления также отмечалось в работах В.Фелениуса / 19 /, Г.Крей / 20 / и др. Поэтому в последующем поверхность сползания принималась преимущественно в виде плоскости.
Наряду с разработкой упрощенных инженерных методов, базирующихся на теории Кулона, разрабатывалась строгая теория предельного равновесия. Начало этому направлению положили работы Ренкина, который впервые решил задачу определения напряжений, возникающих в массе, заполняющей полупространство и находящейся в состоянии пластического предельного равновесия, а также определения направлений линий скольжения. Решение также, как и теория Кулона, основывалось на предположении о том, что переход к активному или пассивному предельному состоянию осуществляется скачкообразно, для полной мобилизации сопротивления трения достаточна незначительная деформация сжатия или расширения грунта. В отличие от теории Кулона Ренкиным было принято допущение о том, что предельное состояние достигается в каждой точке зоны, ограниченной задней гранью стенки и плоскостью сползания. Были получены формулы для определения коэффициентов активного и пассивного давления в виде функции угла внутреннего трения
Проведение экспериментов и анализ результатов исследований
Учитывая результаты методических опытов отсчёты показаний по осциллографу брались через 3-5 минут после вращения при постоянной скорости. Распределение бокового давления на стенку э в пределах каждой секции было принято равномерным и определялось путём деления суммарного усилия 3-х датчиков, расположенных в пределах секции, на её площадь. Вертикальное давление считалось линейно возрастающим по глубине, определялось для середины каждой секции и вычислялось по формуле: где Г- объёмный вес грунта (г/см3); Z - расстояние от верхней грани стенки до середины соответствующей секции (см); ЛП- масштаб моделирования. Коэффициент бокового давления f определялся как отношение бокового давления (эЛ к вертикальному ov для середины каждой секции. Перед началом опытов была произведена оценка необходимого числа опытов при каждом определенном значении прочности засыпки с Згчётом заданной вероятности и показателя точности. Для оценки использовалась методика, изложенная в / 130 /. Количество опытов определялось из соотношения: где п - количество опытов; to- статистический коэффициент, зависящий от заданной вероятности ; п У - коэффициент вероятнасти4-- р - показатель точности. Были приняты следующие значения: - вероятность р =0,95, - показатель точности Р - 15%, - коэффициент вариации у = 15%.
Для этих значений путём последовательных приближений было получено минимально необходимое число опытов п = 7. На рис.2.15-2.19 представлены результаты модельных испытаний, полученные по изложенной выше методике. Характер распределения средних значений бокового давления по высоте стенки при различных значениях плотности и масштабах моделирования близок к линейному, т.е. возможно использование зависимости: Наблюдавшиеся отклонения от линейного распределения носили случайный характер и объясняются, по-видимому, неравномерным уплотнением засыпки по высоте стенки, а также погрешностями измерений. Поскольку, как видно из графиков, плотность существенно влияет на величину бокового давления, вопрос об обеспечении равномерной плотности засыпки по всей высоте стенки требует в дальнейшем постановки специальных исследований. При проведении опытов оценивалась величина возможной ошибки . и коэффициента вариации V , исходя из следующих закономер ностей: = (р Результаты модельных испытаний показали / 129 / , что значения 0 снижаются при повышении плотности засыпки, что согласуется с существующими физическими представлениями о несвязных грунтах, в которых при уплотнении происходит взаимное заклинивание частиц, которое в свою очередь повышает их сопротивление боковому распору.
Полученные численные значения близки к данным,приведенным Н.М.Герсевановым / 90 /, И.В.Федоровым и М.В.Малышевым / 87 /, Е.Й.Медковым / 93 /, Н.А.Цытовичем / 94 / и др. Наблюдавшееся рядом авторов повышение %0 при уплотнении засыпки, а также его постоянство являются результатами различных погрешностей методического характера, имевших место при проведении испытаний. К примеру, проведенные в лаборатории компрессионные испытания / 135 / этого же песка в кольцах диаметром 6,2 см и высотой 2,5 см дали значения %о 0»57-0,65, причём они практически не зависели от плотности образца (испытания проводились при изменении вертикального давления в диапазоне до 0,4 МПа). В трёхосных испытаниях / 133 / при аналогичных значениях плотности были получены значения в пределах 0 = 0,40-5-0,55, причём коэффициент бокового давления снижался с увеличением плотности. Таким образом, размеры образцов и характер испытаний несвязных грунтов, так же как и размеры датчиков для измерения давления, имеют важное значение, особенно в случае уплотнения засыпки. Приведенные данные показывают, что значения 0 , полученные в опытах, приблизительно вдвое превышают значения л . Поэтому использование формул Кулона для жёстких несмещающихся подпорных стен может привести к значительному занижению бокового давления. Исходя из зависимости (2.1) вычислены значения коэффициента Дуассона \) , соответствующие полученным значениям у о и характеризующие способность грунта к боковому распору. Значения \) также снижаются с повышением плотности. Для оценки надёжности полученных результатов модельных испытаний были проведены опыты с пригрузкой плитами по всей поверхности уплотненной засыпки (равномерно распределенная нагрузка составила 0=1 кПа). На первом этапе модель была прокручена без пригруз-ки, а затем с пригрузкой. Результаты испытаний, приведенные на рис.2.19, показывают, что при приложении равномерно распределенной нагрузки боковое давление увеличилось примерно на одну и ту же величину. Это находится в соответствии с теорией и противоречит результатам, изложенным в / 138 /, где боковое давление при аналогичном загружении убывает с глубиной. Значение j0 близко к соответствующим значениям, полученным при отсутствии поверхностной нагрузки.
Проведение испытаний и анализ результатов.
Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований показал, что при деформациях стен в т.ч. поворотах вокруг верхнего неподвижного ребра происходит перераспределение давления по высоте. Причиной перераспределения давления является взаимное смещение частиц засыпки при деформировании стен. Несмотря на наличие исследований, посвященных изучению кинематики смещения частиц несвязного грунта / 12, 13, 15, 16, 18, 27, 36, 40, 42, 102 и др. /, взаимосвязь между перемещениями частиц и перераспределением давления изучена недостаточно. Поскольку, на наш взгляд, для несвязных грунтов этот фактор является определяющим, программа исследований давления несвязного грунта на подпорные стены, опертые по верху, была построена следующим образом: - наблюдения за взаимными смещениями частиц засыпки при поворотах стенки и обоснование на этой основе физических предпосылок расчёта; - модельные испытания по определению распределения давления по высоте при поворотах стенок вокруг верха; - сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также данных других авторов. 4.I.I. Исследование взаимного смещения частиц засыпки при поворотах стенки вокруг верхнего ребра Для исследования взаимного смещения частиц засыпки использо вался метод фотофиксации, впервые предложенный В.И.Курдюмовнм / 84 / и впоследствии примененный рядом авторов /13, 16, 18, 27, 102 / Для фиксации смещений частиц засыпки был применен окрашенный чернилами и высушенный песок, который отсыпался тонкими горизонтальными полосками с интервалом 4-6 см вдоль прозрачной стенки кассеты по поверхности слоя засыпки (рис.4.1), После отсыпки песка на высоту стенки осуществлялся поворот её в сторону засыпки, либо от засыпки вокруг шарнирно закрепленного верхнего ребра. При поворотах производилось фотографирование кассеты с засыпкой при различных фиксированных значениях угла поворота стенки
Визуальные наблюдения в процессе поворотов стенки и получинные фотографии (рис.4.2-4.9) позволили зафиксировать характер смещения отдельных частиц, формирование зон скольжения, очертание их границ, искривление поверхностей, находящихся в исходном положении в горизонтальном уровне,,и, соответственно, поверхности засыпки. Полученная информация послужила основой для анализа и обоснования физической природы явлений, приводящих к перераспределению давления. ПРИ повороте стенки в сторону от засыпки (активный случай) наблюдалась картина смещений засыпки, представленная на рис.4.2. При начальном незначительном повороте (смещении подошвы на 0,02-0,04 высоты) наблюдалось начало искривления темных полос песка, их преломление по некоторой кривой, берущей начало возле подошвы и распространяющейся по всей высоте (кривая АВ). Эта кривая характеризует границу между подвижной и неподвижной зонами засыпки и является линией скольжения, вдоль которой реализуется предельное состояние, выходит на поверхность засыпки под углом, близким к прямому.
При дальнейшем смещении подошвы (на 0,12-0,16 высоты стенки) в верхней части подвижной зоны засыпки наблюдалось раздвоение линии скольжения, начиная с некоторой точки С. 8 подвижной зоне засыпки происходило неравномерное проседание песка, о чём свидетельствовало незначительное искривление горизонтальных окрашенных полос песка. Минимальное проседание засыпки отмечалось в двух зонах: прилегающей к верхнему ребру стенки и находящейся вблизи линии скольжения. Максимальному проседанию отдельных горизонтальных уровней соответствовала линия Д , пересекающая стенку приблизительно на 1/3 её высоты, считая от верха. Для получения уравнений линий скольжения на фотографии увеличенных размеров была нанесена координатная сетка и определены координаты точек, лежащих на границе подвижной и неподвижной зон засыпки (с учётом соотношения размеров в натуре и на фотографиях). Полученные экспериментальные точки были нанесены на логарифмическую бумагу и дали зависимость, близкую к линейной. Исходя из этого было принято уравнение в виде степенной функции: где Z X - горизонтальная и вертикальная координата линий скольжения; /\ & - эмпирические параметры, определяемые из графиков. Для данного случая в опытах получено А 1,8-2,0; В 0,42-0,50. В табл.4.1 приведено сравнение координат линий скольжения, полученных в опытах и вычисленных по формуле (4.1) для двух произвольно выбранных линий. Как видно из приведенной таблицы, наблюдается достаточно хорошая сходимость между экспериментальными и расчётными координатами, за исключением верхней части стенки,где
Исследование взаимного смещения частиц засыпки при поворотах стенки вокруг верхнего ребра
Приведенные расчётные значения определены для случая, когда трение грунта по стенке отсутствует ( 0 = 0). Однако в практике строительства часто встречаются стенки с шероховатой поверхностью, и $ может достигать значений, равных 2/3 У Как:: видно из табл.4.7-4.8 трение грунта по стенке может существенно повышать ординаты бокового давления, особенно в пассивном случае. Если говорить о результирующей силе давления и точке её приложения, то данные табл.4.9 свидетельствуют о том, что для активного случая влияние трения грунта по стенке практически не сказывается, для пассивного случая - результирующая сила давления возрастает, в то же время точка её приложения по отношению к подошве снижается.
С точки зрения практики представляет интерес рассмотрение распределения давления грунта на подпорные стены при наличии нагрузки на поверхности засыпки. В качестве такой нагрузки могут фигурировать складированные материалы, строительные механизмы, временные сооружения и т.п.
Исследование смещения частиц засыпки при наличии нагрузки на поверхности (рис.4.17) указывает на наличие зоны действия нагрузки, тем не менее в несвязных грунтах, являющихся распорными системами, наличие поверхностной нагрузки должно перераспределять давление по всей высоте стенки.
Хотя в случае жёсткой несмещающейся стенки давление от поверхностной нагрузки распределяется неравномерно по высоте, при поворотах происходит взаимодействие между частицами во всей смещающ (4.29)-(4.30) были выполнены модельные испытания, в которых определялось давление несвязного грунта на подпорную стенку при её поворотах вокруг неподвижного верхнего ребра. Учитывая результаты предшествующих испытаний в опытах использовалась модельная стенка № 2, которая была шарнирно закреплена на уровне верхнего ребра. На уровне нижнего ребра стенка была снабжена приспособлениями, позволяющими осуществлять её поворот, как в сторону от засыпки, так и в сторону засыпки в достаточно широком диапазоне.
Результаты модельных испытаний были сопоставлены с полученными ранее расчётными данными и на этой основе даны предложения по расчёту.
При проведении испытаний использовалась описанная ранее аппаратура, кассета, модельная стенка и грунты засыпки (см.стр.57). С целью исключения влияния дна кассеты модельная стенка была поднята на 10 см. Измерения осуществлялись параллельно с наблюдениями за смещениями частиц засыпки.
Подготовка модели к испытаниям осуществлялась в следующем порядке. После закрепления стенки на специальных шарнирах на дно кассеты засыпался песок до нижней грани стенки. При исследовании уплотненной засыпки песок засыпался слоями по 5-6 см. и уплотнялся трембовкой. Затем производилась послойная отсыпка с чередованием окрашенных горизонтальных полос. Учитывая особенности, связанные с уплотнением засыпки, вначале были проведены опыты с рыхлой засыпкой, а затем - с уплотненной.
Результаты измерений давления на отдельные секции стенки при различных величинах угла её поворота фиксировались визуально по показаниям шлейфа осциллографа и расшифровывались, используя по лученные ранее и проверенные вторичто тарировочные коэффициенты.
Проведенные методические опыты показали высокую надёжность работы измерительной аппаратуры и вместе с тем выявили затруднения в получении малых значений э (близких к нулю), сопоставимых с чувствительностью датчиков.
При проведении модельных испытаний поворот стенки относительно грунта засыпки производился в различной последовательности. Первые опыты показали, что очередность направления поворотов стенки практически не влияет на характер распределения давления. Учитывая это обстоятельство в последующих опыта говарот стенки первоначально производился преимущественно в сторону засыпки. На рис.4.19 - 4.20 представлены полученные эпюры распределеле-ния (о/, при различных по величине и направлению поворотах стенки по отношению к рыхлой засыпке. Как для активного, так и для пассивного случаев ординаты d f) изменялись до некоторых значений, которые оставались практически постоянными при дальнейших поворотах стенки. Величины критических смещений (в данном случае критических поворотов , понятие о которых было введено в работах Ф.М. Шихиева и др. / 35-39 /, для активного и пассивного случаев отличались между собой приблизительно на порядок.
Наблюдение за изменением й/, в пределах секции (рис.4.21) показало, что полученные графики аналогичны графикам зависимости Т = j ( ) при сдвиговых испытаниях: наблюдается нелинейное возрастание до некоторого значения, которое в дальнейшем либо остается постоянным, либо несколько снижается. Достижение постоянства (3/, , имеющего различные величины для различных секций, свидетельствует о завершении формирования поверхностей квазиразрушения, нижняя граница которых пересекает данную секцию стенки.
Представленные на рис.4.21 графики аналогичны также графикам, полученным ранее (см.стр. /3 ), при трёхосных испытаниях по предложенному способу испытаний. Это указывает на возможность использования результатов лабораторных испытаний при теоретическом анализе распределения давления на смещающиеся подпорные стенки. Подобный подход использован в работе Ю.К.Зарецкого и др. / 140 /, где данные лабораторных испытаний используются при разработке приближенного метода расчёта.
Рассматривая перераспределение давления несвязного грунта в целом и сопоставляя данные измерений с результатами теоретического анализа, можно отметить следующее. При повороте стенки в сторону от засыпки (активный случай) по мере поворота происходит возрастание давления в верхней части и снижение в нижней по сравнению с исходным. Это особенно чётко прослеживается при приложении распределенной нагрузки к поверхности засыпки. Уменьшение давления в нижней части происходит резко, при смещении подошвы на 0,01 высоты б, снижается в 8-Ю раз, достигая значений, меньших, чем вычисленные по Кулону-Ренкину. Максимальная ордината 2 л отмечалась на высоте, соответствующей приблизительно 1/3 высоты стенки и достигала значения, превышающего давление покоя для этой высоты. Критическому повороту соответствовало смещение низа стенки на 0,02-0,04 ее высоты, в дальнейшем О/, практически не изменялось.
