Bagaimana cara menentukan tekanan lateral tanah dalam cofferdam berdinding ganda?


11

Desain dinding penahan biasanya melibatkan penentuan tekanan tanah lateral menggunakan teori Rankine atau teori Coulomb. Kedua teori ini melibatkan mobilisasi ketahanan geser sebatang tanah berbentuk segitiga yang memanjang cukup jauh dari dasar dinding.

Dalam kasus cofferdam berdinding ganda, seperti yang ada pada gambar di bawah ini, jarak pendek antara kedua dinding akan mencegah baji kegagalan seperti itu memanjang sampai ke bawah. Dalam hal ini, bagaimana cara menentukan tekanan bumi dari bahan pengisi pasir di antara kedua dinding?

cofferdam berdinding ganda


Peti mati adalah struktur yang jauh lebih kompleks daripada dinding penahan. Kekakuan dinding baja bagian dalam dan luar, dan sifat-sifat unggun di mana mereka didorong, memainkan peran penting. Bahan pengisi antara dinding menyediakan sejumlah kopling mekanis di antara mereka berdasarkan sifat geser dan alirannya. Semua ini disatukan menjadi masalah nilai batas yang agak rumit. Tetapi pada akhirnya, material yang "ditahan" adalah air!
Dave Tweed

Jawaban:


6

Dari apa yang saya baca, Anda melihat tekanan pasir di antara lembaran menumpuk diberikan pada mereka. Dalam hal ini, saya melihat dua kemungkinan: (1) analisis log-spiral atau (2) analisis elastis Boussinesq .

Analisis Spiral Log

Analisis log spiral mengasumsikan bahwa tekanan tanah dimobilisasi oleh massa tanah yang mengikuti bentuk kurva log spiral. Ini biasanya digunakan untuk penggalian parit yang diperkuat, dan lekukan massa harus memotong permukaan pada tegak lurus. Analisis ini bersifat non-determinasi, sehingga metode grafis coba-coba (skala) yang direkomendasikan, tetapi kami telah mengerjakan algoritma berbasis komputer yang melakukan proses uji coba dan kesalahan ini secara komputasi.

Namun dalam kasus ini, dalam analisis coba-coba, Anda dapat mempertimbangkan bahwa kurva harus dipaksa untuk terjadi dalam batas geometris jarak antara dinding bertumpuk. Sehingga bisa mewakili kondisi yang realistis.

Log spiral disarankan untuk diterapkan pada semua masalah retensi tanah pasif. Saya pikir asumsi ini akan berlaku untuk situasi Anda, tetapi ini adalah sesuatu yang harus diverifikasi.

Teori Elastisitas Boussinesq

Teori Boussinesq dapat digunakan untuk melihat masalah tekanan lateral (dan vertikal) di mana deformasi tidak terjadi. Dalam kasus Anda, deformasi kemungkinan akan terjadi, tetapi dengan asumsi bahwa deformasi tidak dapat menghasilkan tekanan / tekanan yang lebih tinggi dari yang diharapkan (tidak ada relaksasi menurut teori) sehingga akan menjadi hasil yang konservatif.

Juga ada asumsi setengah ruang elastis dalam teori Boussinesq. Karena sistem Anda dibatasi oleh tekanan hidrostatik, itu dapat dianggap berperilaku sebagai setengah ruang elastis. Tetapi dibutuhkan lebih banyak informasi.

Pertimbangan Lainnya

Sumber informasi yang sangat bagus, komprehensif, tetapi ketinggalan jaman adalah Steel Sheet Piling Design Manual (1984) . Namun, cofferdams seluler dan analisis tekanan disertakan, dan salinannya dapat dilihat di scribd.com di sini .


Dalam foto yang disediakan tidak ada keraguan akan ada lalu lintas konstruksi bepergian di sepanjang wilayah antara tumpukan. Saya telah menggunakan Boussinesq (dimodifikasi) khusus untuk keperluan ini pada proyek sebelumnya, untuk memastikan bahwa struktur dapat menahan pemuatan ini. Ini adalah masalah lain yang sangat penting untuk dipelajari - akan membutuhkan analisis peralatan khusus, pola lintasan dan pemuatan - pada dasarnya data produsen peralatan. Analisis Anda juga harus dikoordinasikan secara erat dengan program konstruksi, untuk memasukkan angka-angka dan kemungkinan konfigurasi peralatan yang akan digunakan. Bukan tugas yang mudah.


Skema Analisis yang Disarankan

Pada gambar di bawah ini, pendekatan yang disarankan ditampilkan. Tentu saja semua kondisi tidak diketahui, misalnya lokasi dasar laut / sungai, kondisi hidrostatik antara lembaran elemen penumpukan, dll.

kombinasi boussinnesq dan log spiral

Beban konstruksi di bagian atas bagian dapat dimodelkan menggunakan pola jejak / jejak kaki dan beban terkait. Teori Boussinesq digunakan untuk menghitung tegangan lateral pada struktur penahan seperti yang diilustrasikan oleh amplop tekanan kuning dan hijau, dan ini dapat ditumpangkan untuk mengakomodasi konfigurasi pemuatan permukaan yang diinginkan.

Analisis log spiral, bagaimanapun, adalah proses berulang, di mana asal kurva, di titik O harus terganggu sehingga kurva selalu memotong titik A di sudut kanan dan juga memotong titik C di dasar penggalian. Ini hasil serangkaian amplop tanah dalam ABC yang mencapai nilai maksimum seperti yang digambarkan oleh kurva dan poin di atas titik A .

Perhatikan bahwa ini menganggap permukaan kegagalan melengkung. Asumsi kondisi pasif sulit untuk dinilai, tetapi dekat dengan sudut cofferdam efek kotak harus memberikan kekakuan yang cukup. Ke arah tengah sisi kotak asumsi ini perlu pemeriksaan lebih lanjut.

Cara tradisional untuk melakukan analisis log spiral adalah secara grafis. Itu adalah untuk membangun template log spiral ke skala sesuai dengan gambar skala dan bergeser sekitar gambar di bawah kendala poin A dan C . Area ABC dihitung untuk setiap percobaan sampai maksimum yang jelas tercapai. Namun kami telah mengembangkan algoritma yang akan melakukan ini secara komputasi, sehingga tidak diperlukan analisis grafis.

Tergantung pada geometri, Anda mungkin tidak menemui maksimal, bukan Anda mungkin dibatasi oleh titik D . Dalam hal ini amplop yang ditetapkan oleh DBC akan menjadi nilai bunga.

Salah satu aspek yang paling sulit dari analisis tersebut adalah menetapkan kondisi dasar kasus terburuk . Pertimbangan yang hati-hati akan diperlukan untuk menentukan peristiwa mana yang bisa terjadi bersamaan, dalam hal konfigurasi peralatan, fluktuasi ketinggian air dan masalah lainnya, seperti potensi risiko penghilangan air. Pendekatan berbasis risiko dapat disarankan, yang menjamin lebih dari faktor tradisional metode keselamatan.


Alih-alih tinjauan, akan berguna jika Anda dapat memberikan contoh sederhana tentang bagaimana tekanan bumi dapat dihitung berdasarkan salah satu metode yang telah Anda usulkan. Bisakah Anda juga menunjukkan kepada saya halaman yang relevan untuk menghitung tekanan bumi dalam cofferdam berdinding ganda dalam Manual Perancangan Lembar Baja? Terima kasih.
Pertanyaan Overflow

@QuestionOverflow US Steel Manual berguna untuk mengidentifikasi prinsip-prinsip di balik metode perhitungan tekanan lateral yang lebih umum digunakan sebagaimana diterapkan pada tiang pancang. Saya memasukkan ini jika ada masalah spesifik tentang masalah struktur tanah (deformasi). Dengan menggunakan metode elastis seperti yang diusulkan, abaikan interaksi struktur tanah dan karena itu karena tidak ada relaksasi, tekanan yang diprediksi akan lebih tinggi - ini sifatnya konservatif.
AsymLabs

@QuestionOverflow Saya tidak mengetahui kode atau prosedur khusus yang akan mengatasi masalah ini dengan tepat. Log Spiral dapat diterapkan karena amplop kegagalan dapat dianggap sebagai yang realistis, karena bidang kegagalan pasir antara kedua dinding akan dibatasi oleh geometri. Boussinesq berguna pada bahan elastis, dan persamaan / input dapat dimodifikasi untuk masalah khusus untuk mengakomodasi masalah yang terkait dengan asumsi yang mendasarinya. Teknik lain dapat memodelkan sistem menggunakan FEM, tetapi hasil yang diprediksi mungkin tidak lebih baik dari metode yang diusulkan,
AsymLabs
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.