이중벽 코퍼 댐에서 측면 지구 압력을 결정하는 방법은 무엇입니까?


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옹벽의 설계는 일반적으로 랭킨 이론 또는 쿨롱 이론을 이용하여 측 방향 지구 압력을 결정하는 것을 포함한다. 두 이론 모두 벽의 바닥에서 멀리 떨어진 삼각형 쐐기의 전단 저항을 동원하는 것과 관련이 있습니다.

아래 그림과 같은 이중벽 코퍼 댐의 경우, 두 벽 사이의 거리가 짧아서 그러한 쐐기가 바닥까지 내려 오는 것을 막을 수 있습니다. 어떤 경우에, 두 벽 사이에있는 모래 충전 재료로부터의 지구 압력을 결정하는 방법은 무엇입니까?

이중벽 코퍼 댐


코퍼 댐은 옹벽보다 훨씬 복잡한 구조입니다. 강철 내벽과 외벽의 강성과 그것들이 구동되는 베드의 특성은 중요한 역할을합니다. 벽 사이의 충전재는 전단 및 유동 특성에 기초하여 벽 사이에 일정한 양의 기계적 결합을 제공합니다. 이 모든 것이 합쳐져서 다소 복잡한 경계 값 문제가됩니다. 그러나 궁극적으로 "보유되는"재료는 물입니다!
Dave Tweed

답변:


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내가 읽은 내용에서, 당신은 시트 말뚝 사이에 모래가 가하는 압력을보고 있습니다. 이 경우 두 가지 가능성이 있습니다 : (1) 로그-나선 분석 또는 (2) Boussinesq의 탄성 분석 .

로그 나선 분석

로그 나선 분석은 토양 압력이 로그 나선 곡선의 모양을 따르는 토양 질량에 의해 동원되는 것으로 가정합니다. 이것은 일반적으로 브레이스 트렌치 굴착에 사용되며 질량 곡선은 수직에서 표면과 교차해야합니다. 분석은 결정적이지 않으므로 시행 착오 그래픽 (스케일링) 방법이 권장되지만이 시행 착오 과정을 계산적으로 수행하는 컴퓨터 기반 알고리즘을 개발했습니다.

그러나이 경우 시행 착오 분석에서 쌓인 벽 사이의 거리의 기하학적 한계 내에서 곡선이 발생하도록 고려해야합니다. 실제 상황을 나타낼 수 있습니다.

로그 나선형은 모든 수동 토양 보유 문제에 적용 가능한 것으로 제안됩니다. 나는이 가정이 당신의 상황에 적용될 것이라고 생각하지만 이것은 확인되어야 할 것입니다.

Boussinesq 탄성 이론

Boussinesq 이론은 변형이 발생하지 않는 측면 (및 수직) 압력 문제를 살펴볼 수 있습니다. 귀하의 경우 변형이 발생할 수 있지만 예상보다 높은 응력 / 압력을 생성 할 수 없다고 가정하면 (이론에서는 이완이 없음) 보수적 인 결과가됩니다.

또한 Boussinesq 이론에는 탄성 반 공간의 가정이 있습니다. 시스템이 수압에 의해 제한되기 때문에, 간주 될 수있는 행동 탄성 반 공간으로. 그러나 더 많은 정보가 필요합니다.

다른 고려 사항

아주 좋고 포괄적이지만 날짜가 지정된 정보 소스는 Steel Sheet Piling Design Manual (1984) 입니다. 셀룰러 코퍼 댐 및 압력 분석은 포함되어 있으며 scribd.com 여기 에서 사본을 볼 수 있습니다 .


제공된 사진에서 파일 사이의 영역을 따라 이동하는 건설 교통량은 의심의 여지가 없습니다. 이전 프로젝트에서 이러한 목적으로 특별히 Boussinesq (수정 된대로)를 사용하여 구조가 이러한 하중을 견딜 수 있도록했습니다. 이것은 연구해야 할 또 하나의 매우 중요한 문제입니다. 특정 장비, 트랙 패턴 및 하중 분석이 필요합니다. 본질적으로 장비 제조업체 데이터입니다. 또한 사용되는 장비의 수와 가능한 구성을 포함하기 위해 건설 프로그램과 밀접하게 조정되어야합니다. 쉬운 일이 아닙니다.


제안 된 분석의 개략도

아래 그림에는 제안 된 접근 방식이 나와 있습니다. 물론 모든 조건, 예를 들어 해저 / 강바닥의 위치, 시트 쌓여진 유지 요소들 사이의 정수압 조건 등은 알려져 있지 않습니다.

boussinnesq와 로그 나선형 조합

섹션 상단의 시공 하중은 트랙 패턴 / 발자국 및 관련 하중을 사용하여 모델링 할 수 있습니다. Boussinesq 이론은 황색 및 녹색 응력 엔벨로프에 의해 도시 된 바와 같이 보유 구조에서의 측면 응력을 계산하는데 사용되며, 이들은 원하는 임의의 표면 로딩 구성을 수용하기 위해 중첩 될 수있다.

그러나 로그 나선 분석은 반복 과정으로, 점 O 에서 곡선의 원점을 교란시켜야 곡선이 항상 점 A 와 직각으로 교차 하고 굴착 기저의 점 C 와 교차합니다 . 이렇게하면 곡선과 점 A 위의 점으로 표시된대로 ABC 내에 일련의 토양 엔벌 로프 가 최대 값에 도달합니다 .

이것은 곡면 파괴 표면을 고려합니다. 수동적 조건의 가정은 평가하기 어렵지만 코퍼 댐의 모퉁이 근처에서 박스 효과는 충분한 강성을 제공해야합니다. 상자 측면의 중심을 향하여이 가정은 추가 검사가 필요합니다.

로그 나선 분석을 수행하는 전통적인 방법은 그래픽으로 표시됩니다. 즉, 축척 도면에 따라 배율을 조정하고 점 AC 의 제약 조건 아래에서 도면 주위로 이동시키는 로그 나선형 템플릿을 구성하는 것 입니다. ABC 영역은 최대 값에 도달 할 때까지 각 시행에 대해 계산됩니다. 그러나이를 계산적으로 수행하는 알고리즘을 개발 했으므로 그래픽 분석이 필요하지 않습니다.

지오메트리에 따라 최대 값을 얻지 못할 수 있으며 대신 점 D 로 제한 될 수 있습니다 . 이 경우 DBC에 의해 정의 된 엔벨로프 가 관심의 가치가됩니다.

이러한 분석에서 가장 어려운 측면 중 하나는 최악의 기본 조건 을 설정하는 것 입니다. 장비 구성, 수위 변동 및 잠재적 인 탈수 위험과 같은 기타 문제와 관련하여 어떤 이벤트가 일치 할 수 있는지 결정하기 위해주의 깊게 고려해야합니다. 전통적인 안전 방법보다 더 많은 것을 보장하는 위험 기반 접근법이 권장 될 수 있습니다.


개요 대신 제안한 방법 중 하나를 기반으로 지구 압력을 계산하는 방법에 대한 간단한 예를 제공 할 수 있다면 유용 할 것입니다. 또한 강판 말뚝 설계 매뉴얼의 이중벽 코퍼 댐 내에서 지구 압력을 계산하기위한 관련 페이지를 알려 주시겠습니까? 감사.
질문 오버플로

@QuestionOverflow 미국 철강 매뉴얼은 시트 파일에 적용 할 때 일반적으로 사용되는 측면 압력 계산 방법의 원리를 식별하는 데 유용합니다. 토양 구조 (변형) 문제에 대해 특별한 우려가있는 경우에 이것을 포함 시켰습니다. 제안 된 탄성 방법을 사용하면 토양 구조 상호 작용을 무시하므로 이완이 없으므로 예상되는 압력이 더 높아집니다. 이는 본질적으로 보수적입니다.
AsymLabs

@QuestionOverflow이 문제를 정확하게 해결하는 특정 코드 또는 절차를 알지 못합니다. 두 벽 사이의 모래의 파괴 평면은 형상에 의해 구속되므로 실패 포락선은 현실적인 것으로 간주 될 수 있기 때문에 Log Spiral을 적용 할 수 있습니다. Boussinesq는 모든 탄성 재료에 유용하며, 기본 가정과 관련된 문제를 수용하기 위해 특정 문제에 대해 방정식 / 입력을 수정할 수 있습니다. 또 다른 기술은 FEM을 사용하여 시스템을 모델링하는 것이지만 예상 결과는 제안 된 방법보다 나을 수 있습니다.
AsymLabs
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