Боковое давление грунта и воды на стену прямоугольного тоннеля

Активное давление по Ранкину, добавка от равномерной нагрузки q, временная подвижная нагрузка Н14 и гидростатическое давление воды на 1 погонный метр стены.

Важно. Активное давление возникает только при достаточном перемещении стены от грунта. Для жёсткого замкнутого сечения обычно требуется давление покоя, которое выше активного. Применение активной схемы должно быть обосновано расчётной моделью конструкции.

Исходные данные

Геометрия сечения (наружные габариты)

Все размеры задаются по наружным граням конструкций. Толщина стен, кровли и лотка в сборе бокового давления не участвует.

Грунтовые воды и постоянные нагрузки
Временная подвижная нагрузка
Принятое упрощение. Зависимость pv = ψ/(a₀ + h) применяется при любой высоте засыпки, в том числе менее 1 м. Специальное распределение нагрузки при засыпке менее 1 м не учитывается.

Слои грунта от поверхности

Слой Толщина,
м
γ,
кН/м³
γsat,
кН/м³
φ,
°
c,
кПа
Ka
Выполняется расчёт.
Используемые зависимости

Ka = tan²(45° − φ/2)
pa = γf,гр · max[0; Kaσ′v − 2c√Ka]
Δpq = γf,q · Ka · q
pv,Н14 = γf,Н14 · 233/(3 + h)
ph,Н14 = Ka · pv,Н14
u = γf,w · γw · (z − zw) при z > zw
pΣ = pa + Δpq + ph,Н14 + u

Гидростатическое давление u на Ka не умножается: вода не имеет внутреннего трения. Ниже УГВ эффективное напряжение σ′v определяется по взвешенному весу γsat − γw, поэтому двойного учёта воды не происходит.

Отсечка зоны растяжения max[0; …] применяется только к эпюре собственного веса грунта. Добавка от нагрузки q на неё не распространяется и остаётся равной Ka · q на всей высоте стены, поэтому в связных грунтах она не обнуляется.

Результаты

Поля ниже являются результатами расчёта и вручную не редактируются. Силы даны на 1 погонный метр стены, если не указано иное.
Низ лотка от поверхности
м
Активное давление у подошвы без q
кПа
Максимальное суммарное давление
кПа
Активное давление грунта без q
кН/м
Добавка от нагрузки q
кН/м
Добавка от Н14
кН/м
Гидростатическое давление воды
кН/м
Суммарная нагрузка на 1 м стены
кН/м
Суммарная нагрузка на участок длиной L
кН

Значения на заданной высоте стены

Глубина от поверхности
м
Слой грунта
σ′v
кПа
Активное давление без q
кПа
Фактическая добавка от q
кПа
Давление от Н14
кПа
Давление воды
кПа
Суммарное давление
кПа
Нагрузка на участок 1×1 м
кН
Активное давление грунта без q
Фактическая добавка от нагрузки q
Горизонтальное давление от Н14
Гидростатическое давление воды
Суммарное давление (грунт, q, Н14, вода)

Результирующие на 1 м длины стены

Компонент Сила, кН/м Момент у подошвы, кН·м/м Плечо от подошвы, м
Активное давление грунта без q
Фактическая добавка от q
Горизонтальное давление от Н14
Гидростатическое давление воды
Суммарное давление

Расчётная схема подземного сооружения

Подземное сооружение Активное давление грунта Добавка от q Давление от Н14 Давление воды Уровень грунтовых вод Нагрузка q и Н14

Обратная связь

Нашли ошибку в расчёте или хотите предложить доработку? Опишите ситуацию и приложите скриншоты: их можно перетащить в поле, вставить из буфера обмена сочетанием Ctrl+V или выбрать в проводнике.