При определении сцепление грунта по своему действию принимается тождественным приложению внешней равномерно распределенной нагрузки в виде нормального напряжения (здесь и - то же, что в п. 3.5). Значение для заданных значений ( ), , , , (то же, что в п. 3.9) определяется следующим образом.

Строится график несущей способности основания для всей ширины b или расчетной ширины подошвы фундамента (см. чертеж б). Построение этого графика производится по ряду значений (от до ) и соответствующим им значениям .

По найденому значению находятся все данные, необходимые для определения размеров призмы выпора ABCDA. Линия АВ проводится по углу , линия ЕВ - по углу

Линия ЕС строится по углу 45°- между ней и горизонтальной поверхностью основания. Профиль ограничивающей поверхности скольжения для промежуточной зоны II строится по уравнению логарифмической спирали. Радиус находится по формуле

где ; .

Линия CD проводится через точку С под углом к горизонтальной поверхности ED.

После определения очертания призмы обрушения находятся веса , , (с учетом взвешивающего действия воды) отдельных ее зон I, II, III (при наличии сцепления к силе добавляется нагрузка , соответствующая приложенному к поверхности нормальному напряжению, а при наличии пригрузки интенсивностью q - нагрузка ) и сила по формуле

3. В случаях, для которых в таблице приведены значения коэффициентов несущей способности , , , а также значения коэффициента К, позволяющего определить длину участка ED на чертеже (ED=Kb), определяется по формуле

где , , b - то же, что в п. 3.5;

q - интенсивность равномерной нагрузки на участке ED призмы выпора.

По найденным значениям определяются и , используемые для построения графика (см. чертеж б), по формулам:

4. При действии на сооружение только вертикальных сил определение предельной (разрушающей) вертикальной нагрузки на основание может быть произведено указанным выше методом. При этом построение призмы обрушения производится только для и .

5. При наличии в основании фильтрационного потока и необходимости учета фильтрационных сил определение следует производить аналитически или графоаналитическим методом путем построения многоугольника сил на базе равнодействующих весов каждой из трех зон призмы обрушения с учетом суммарных фильтрационных сил, действующих в каждой из них.

Направления и значения суммарных фильтрационных сил определяются по заданной гидродинамической сетке движения фильтрационного потока под сооружением.

Значения коэффициентов несущей способности и коэффициента К

┌─────┬────────┬────────────────────────────────────────────────────────┐
│фи_I │Коэффи- │        При дельта' (в долях от фи_I)                   │
│     │циенты  ├────────┬────────┬─────────┬─────────┬────────┬─────────┤
│     │        │    0   │0,1 фи_I│0,3 фи_I │0,5 фи_I │0,7 фи_I│ 0,9 фи_I│
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 0,4089 │ 0,3984 │ 0,3598  │  0,3037 │ 0,2340 │ 0,1485  │
│ 8°  │N_c     │ 14,643 │ 14,399 │ 13,855  │  13,218 │ 12,440 │ 11,356  │
│     │N_q     │ 2,0580 │ 2,0237 │ 1,9473  │  1,8577 │ 1,7484 │ 1,5960  │
│     │К       │ 1,4346 │ 1,3500 │ 1,1685  │  0,9649 │ 0,7253 │ 0,4001  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 0,5968 │ 0,5742 │ 0,5070  │  0,4184 │ 0,3145 │ 0,1929  │
│ 10° │N_c     │ 14,016 │ 13,715 │ 13,052  │  12,288 │ 11,374 │ 10,133  │
│     │N_q     │ 2,4714 │ 2,4184 │ 2,3014  │  2,1667 │ 2,0056 │ 1,7866  │
│     │К       │ 1,5721 │ 1,4760 │ 1,2709  │  1,0428 │ 0,7775 │ 0,4238  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 0,8407 │ 0,8001 │ 0,6914  │  0,5578 │ 0,4084 │ 0,2417  │
│ 12° │N_c     │ 13,989 │ 13,617 │ 12,807  │  11,891 │ 10,818 │ 9,3988  │
│     │N_q     │ 2,9735 │ 2,8945 │ 2,7223  │  2,5276 │ 2,2995 │ 1,9978  │
│     │К       │ 1,7244 │ 1,6151 │ 1,3830  │  1,1273 │ 0,8333 │ 0,4486  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 1,1584 │ 1,0903 │ 0,9227  │  0,7274 │ 0,5182 │ 0,2951  │
│ 14° │N_c     │ 14,381 │ 13,921 │ 12,930  │  11,831 │ 10,571 │ 8,9502  │
│     │N_q     │ 3,5857 │ 3,4708 │ 3,2240  │  2,9500 │ 2,6357 │ 2,2316  │
│     │К       │ 1,8936 │ 1,7691 │ 1,5061  │  1,2190 │ 0,8933 │ 0,4747  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 1,5732 │ 1,4660 │ 1,2136  │  0,9340 │ 0,6465 │ 0,3537  │
│ 16° │N_c     │ 15,118 │ 14,547 │ 13,335  │  12,016 │ 10,536 │ 8,6856  │
│     │N_q     │ 4,3351 │ 4,1713 │ 3,8236  │  3,4458 │ 3,0210 │ 2,4905  │
│     │К       │ 2,0821 │ 1,9400 │ 1,6415  │  1,3189 │ 0,9577 │ 0,5023  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 2,1179 │ 1,9527 │ 1,5809  │  1,1867 │ 0,7971 │ 0,4181  │
│ 18° │N_c     │ 16,182 │ 15,471 │ 13,985  │  12,398 │ 10,660 │ 8,5492  │
│     │N_q     │ 5,2577 │ 5,0269 │ 4,5440  │  4,0285 │ 3,4635 │ 2,7778  │
│     │К       │ 2,2930 │ 2,1304 │ 1,7910  │  1,4281 │ 1,0270 │ 0,5314  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 2,8368 │ 2,5872 │ 2,0465  │  1,4965 │ 0,9740 │ 0,4889  │
│ 20° │N_c     │ 17,583 │ 16,697 │ 14,870  │  12,959 │ 10,915 │ 8,5081  │
│     │N_q     │ 6,3996 │ 6,0772 │ 5,4122  │  4,7169 │ 3,9728 │ 3,0967  │
│     │К       │ 2,5297 │ 2,3432 │ 1,9566  │  1,5475 │ 1,1019 │ 0,5621  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 3,7915 │ 3,4188 │ 2,6395  │  1,8779 │ 1,1826 │ 0,5669  │
│ 22° │N_c     │ 19,358 │ 18,250 │ 15,998  │  13,693 │ 11,287 │ 8,5420  │
│     │N_q     │ 7,8211 │ 7,3733 │ 6,4634  │  5,5323 │ 4,5602 │ 3,4512  │
│     │К       │ 2,7966 │ 2,5821 │ 2,1405  │  1,6787 │ 1,1829 │ 0,5947  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 5,0700 │ 4,5173 │ 3,3998  │  2,3499 │ 1,4293 │ 0,6530  │
│ 24° │N_c     │ 21,570 │ 20,178 │ 17,392  │  14,605 │ 11,769 │ 8,6381  │
│     │N_q     │ 9,6036 │ 8,9836 │ 7,7435  │  6,5026 │ 5,2401 │ 3,8459  │
│     │К       │ 3,0989 │ 2,8514 │ 2,3457  │  1,8232 │ 1,2707 │ 0,6292  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 6,7963 │ 5,9796 │ 4,3805  │  2,9368 │ 1,7224 │ 0,7483  │
│ 26° │N_c     │ 24,305 │ 22,548 │ 19,090  │  15,709 │ 12,362 │ 8,7881  │
│     │N_q     │ 11,855 │ 10,998 │ 9,3107  │  7,6621 │ 6,0295 │ 4,2863  │
│     │К       │ 3,4430 │ 3,1564 │ 2,5756  │  1,9829 │ 1,3663 │ 0,6660  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 9,1494 │ 7,9429 │ 5,6548  │  3,6709 │ 2,0720 │ 0,8541  │
│ 28° │N_c     │ 27,684 │ 25,465 │ 21,141  │  17,029 │ 13,069 │ 8,9870  │
│     │N_q     │ 14,720 │ 13,535 │ 11,241  │  9,0545 │ 6,9490 │ 4,7785  │
│     │К       │ 3,8366 │ 3,5035 │ 2,8341  │  2,1600 │ 1,4705 │ 0,7051  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 12,394 │ 10,608 │ 7,3255  │  4,5958 │ 2,4911 │ 0,9719  │
│ 30° │N_c     │ 31,872 │ 29,027 │ 23,619  │  18,596 │ 13,900 │ 9,2321  │
│     │N_q     │ 18,402 │ 16,759 │ 13,637  │  10,738 │ 8,0253 │ 5,3302  │
│     │К       │ 4,2897 │ 3,9008 │ 3,1263  │  2,3575 │ 1,5846 │ 0,7469  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 16,922 │ 14,264 │ 9,5362  │  5,7696 │ 2,9966 │ 1,1034  │
│ 32° │N_c     │ 37,092 │ 33,435 │ 26,616  │  20,454 │ 14,868 │ 9,5222  │
│     │N_q     │ 23,178 │ 20,893 │ 16,632  │  12,781 │ 9,2906 │ 5,9502  │
│     │К       │ 4,8143 │ 4,3581 │ 3,4583  │  2,5784 │ 1,7099 │ 0,7917  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 32,530 │ 26,507 │ 16,492  │  9,2122 │ 4,3588 │ 1,4170  │
│ 36° │N_c     │ 51,963 │ 45,776 │ 34,706  │  25,281 │ 17,290 │ 10,240  │
│     │N_q     │ 37,754 │ 33,258 │ 25,215  │  18,367 │ 12,562 │ 7,4400  │
│     │К       │ 6,1443 │ 5,5062 │ 4,2738  │  3,1074 │ 2,0011 │ 0,8915  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│     │N_гамма │ 66,014 │ 51,714 │ 29,605  │  15,093 │ 6,4272 │ 1,8186  │
│ 40° │N_c     │ 76,506 │ 65,611 │ 47,007  │  32,200 │ 20,552 │ 11,159  │
│     │N_q     │ 64,196 │ 55,054 │ 39,444  │  27,019 │ 17,245 │ 9,3633  │
│     │К       │ 8,0121 │ 7,0952 │ 5,3673  │  3,7916 │ 2,3617 │ 1,0080  │
├─────┼────────┼────────┼────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤
│ 45° │N_гамма │ 177,62 │ 131,12 │ 66,272  │  29,516 │ 10,783 │ 2,5025  │
│     │N_c     │ 134,88 │ 111,08 │ 73,119  │  45,728 │ 26,385 │ 12,652  │
│     │N_q     │ 134,88 │ 111,08 │ 73,119  │  45,729 │ 26,385 │ 12,652  │
│     │К       │ 11,614 │ 10,101 │ 7,3504  │  4,9747 │ 2,9514 │ 1,1848  │
└─────┴────────┴────────┴────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┘

┌─────┬────────┬────────────────────────────────────────────────────────┐

Для этого после построения объемлющей поверхности скольжения по методу, изложенному в п.2, и построения гидродинамической сетки (методом ЭГДА или расчетным способом) каждая из зон I, II, III (см. чертеж а) оказывается разбитой на ряд участков, для каждого из которых находится линия тока, проходящая через центр тяжести участка. Направление фильтрационной силы принимается по касательной к этой линии тоже в центре тяжести участка, а значение ее - по формуле

где - удельный вес воды;

- средний градиент напора для данного участка;

- площадь участка.

Значения суммарных фильтрационных сил , , определяются как геометрические суммы фильтрационных сил в пределах рассматриваемой зоны I, II или III.

6. При определении силы предельного сопротивления в случае сдвига с выпором при сейсмических воздействиях следует учитывать силы инерции, действующие на грунт в пределах призмы выпора и на пригрузку, определяемые по ускорению земной поверхности, соответствующему принятым расчетной сейсмичности и направлению сейсмических колебаний.

Если основание и пригрузка расположены ниже уровня воды, то по СНиП II-7-81 вес грунта основания и пригрузки принимается с учетом взвешивающего действия воды, а силы инерции определяются по плотности грунтов в водонасыщенном состоянии.

Расчеты устойчивости портовых сооружений

1. Расчет устойчивости сооружений при поступательном перемещении сдвигаемого массива грунта вместе с сооружением (черт. 1) следует выполнять, принимая в условии (3) п. 3.1:

где , - горизонтальные составляющие соответственно сдвигающих (со знаком "плюс") и удерживающих (со знаком "минус") сил, возникающих в пределах i-го вертикального элемента, на которые условно разделен сдвигаемый массив грунта;

- определяется по формуле

- сумма горизонтальных составляющих длительных временных и одной из кратковременных нагрузок, приложенных непосредственно к сооружению;

- сумма горизонтальных составляющих сил сопротивления сдвигу конструктивных элементов (свай, шпунта и пр.) при пересечении их поверхностью скольжения;

, - то же, что в п. 3-7;

- вес i-ro элемента массива с учетом временных нагрузок на его поверхности;

, - количество элементов массива грунта, для которых имеет соответственно положительное или отрицательное значение;

- угол между вертикалью и плоскостью основания элемента, отсчитываемый по часовой стрелке и принимаемый не более 173°- - ;