ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ»

Transcript

1 ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ» 7ο Εξ. ΠΟΛ-ΜΗΧ ΜΗΧ. ΕΜΠ - Ακαδ. Ετος ΔΙΑΛΕΞΗ 4 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων Ανάλυση με σχέσεις ελαστικής μορφής Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Οι καθιζήσεις (κατακόρυφες βυθίσεις) οφείλονται στις πρόσθετες τάσεις (Δσ) και υπερπιέσεις πόρων (Δu) που αναπτύσσονται στο έδαφος λόγω της φόρτισής του από το πέδιλο B,L q Πέδιλο διαστάσεων : B x L Εδαφος με ελαστικές ιδιότητες : Ε, ν Ε, ν Οι καθιζήσεις διακρίνονται σε : () άμεσες, () εκ στερεοποιήσεως, (3) ερπυστικές (δευτερεύουσα στερεοποίηση)

2 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) τάσεις (Δσ v ) Επιφόρτιση q Πρόσθετες κατακόρυφες τάσεις (Δσ v ) λόγω φόρτισης ελαστικού ημιχώρου (εδάφους) με πέδιλο πλάτους (Β) που ασκεί πίεση (q) Παράδειγμα : Σε βάθος z 3B, και απόσταση από τον άξονα x B : Λωριδωτό : Δσ v 0. q Τετραγωνικό : Δσ v 0.0 q Βάθος επιρροής της φόρτισης : Λωρίδα : z max 6B Τετράγωνο : z max B Λωριδωτό πέδιλο Τετραγωνικό πέδιλο Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Οι καθιζήσεις (κατακόρυφες βυθίσεις) οφείλονται στις πρόσθετες τάσεις (Δσ) που αναπτύσσονται στο έδαφος λόγω της φόρτισής του από το πέδιλο Επιφόρτιση q B Δσ x Δσ z Κλίση ~ : Δσ z Δσ v Δσ x Λωριδωτό πέδιλο Πρόσθετες κατακόρυφες τάσεις (Δσ v Δσ z ) λόγω φόρτισης ελαστικού ημιχώρου (εδάφους) με πέδιλο πλάτους (Β) που ασκεί πίεση (q) Πρόσθετες κατακόρυφες (Δσ z ) και οριζόντιες (Δσ x ) τάσεις λόγω φόρτισης ελαστικού ημιχώρου (εδάφους) με λωριδωτό πέδιλο πλάτους (Β) που ασκεί πίεση (p) Κατά το DIN 409, οι καθιζήσεις επιφανειακών θεμελιώσεων υπολογίζονται για εδαφική ζώνη μέχρι βάθους (z) όπου η πρόσθετη τάση : Δσ v 0.0 σ vo. σ vo αρχική (γεωστατική) ενεργός κατακόρυφη τάση στο βάθος (z)

3 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Επιρροή της παρουσίας σκληρής επιφανειακής στρώσης στη μείωση των τάσεων εντός της υποκείμενης μαλακής (συμπιεστής) στρώσης, και συνεπώς στη μείωση του μεγέθους των καθιζήσεων του πεδίλου Τιμέςτηςκατακόρυφηςτάσης (Δσ v ) διαιρεμένης με την πίεση του πεδίλου (p) για διάφορα βάθη (z) κάτωαπότοκέντρο λωριδωτού πεδίλου εύρους (B). Η ανώτερηεδαφική στρώση (πάχους Η) έχει μέτρο ελαστικότητας Ε και η κατώτερη (μεγάλου πάχους) έχει μέτρο Ε < Ε. p p B Οι καμπύλες αντιστοιχούν σε διάφορες τιμές του λόγου : Ε / Ε Συμπέρασμα : Η αύξηση του μέτρου ελαστικότητας της ανώτερης στρώσης προκαλεί σημαντική μείωση των πιέσεων στην κατώτερη στρώση μείωση των καθιζήσεων Επιρροή της παρουσίας μιάς σκληρής επιφανειακής στρώσης στην απομείωση των τάσεων στην υποκείμενη μαλακή στρώση Μείωσητηςβύθισηςτωντροχώνλόγωτηςαπομείωσηςτωντάσεωνστηνάμμο κάτω από τις μεταλλικές πλάκες

4 Κατανομή τάσεων και καθιζήσεων στη βάση πεδίλων. Ακαμπτα πέδιλα Κατανομή τάσεων στη βάση άκαμπτου πεδίλου που φορτίζεται με ομοιόμορφη πίεση. Οι καθιζήσεις είναι προφανώς ομοιόμορφες (άκαμπτο πέδιλο) Β κατά την ελαστικότητα x Πρόβλεψη της θεωρίας ελαστικότητας για την κατανομή των τάσεων στη βάση ακάμπτου λωριδωτού πεδίλου εύρους (Β) με ομοιόμορφη επιφόρτιση q P / B : q σ z π x B Συμπέρασμα : Οι προβλέψεις της θεωρίας ελαστικότητας έχουν περιορισμένη αξιοπιστία στα μή-συνεκτικά (αμμώδη) εδάφη (κυρίως) Κατανομή τάσεων και καθιζήσεων στη βάση θεμελιώσεων. Εύκαμπτες θεμελιώσεις (π.χ. δεξαμενές) Κατανομή καθιζήσεων στη βάση εύκαμπτης θεμελίωσης που φορτίζεται με ομοιόμορφη πίεση (q). Οι τάσεις είναι προφανώς ομοιόμορφα κατανεμημένες. Πρόβλεψη της θεωρίας ελαστικότητας για την κατανομή των καθιζήσεων στη βάση εύκαμπτης θεμελίωσης (μεγαλύτερες καθιζήσεις στο κέντρο) Συμπέρασμα : Οι προβλέψεις της θεωρίας ελαστικότητας έχουν περιορισμένη αξιοπιστία στα μή-συνεκτικά (αμμώδη) εδάφη (κυρίως)

5 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Ζητούμενα :. Εκτίμηση του μεγέθους και της χρονικής εξέλιξης των καθιζήσεων. Εκτίμηση των μέγιστων αποδεκτών καθιζήσεων (αναλόγως των λειτουργικών και στατικών απαιτήσεων της ανωδομής) 3. Απόφαση για τα μέτρα που πρέπει να ληφθούν στην περίπτωση όπου οι αναμενόμενες καθιζήσεις υπερβαίνουν τις μέγιστες αποδεκτές : Παραδείγματα πιθανών μέτρων : Διεύρυνση των πεδίλων, θεμελίωση με πεδιλοδοκούς / κοιτόστρωση Θεμελίωση με πασσάλους Βελτίωση του εδάφους θεμελίωσης (π.χ. προφόρτιση, δυναμική συμπύκνωση, δονητική συμπύκνωση, χαλικοπάσσαλοι, κλπ) Μείωση των φορτίων της ανωδομής Ορια αποδεκτών καθιζήσεων κατασκευών. Συνολική (ομοιόμορφη) καθίζηση : Συνήθως, το όριο τίθεται από τις λειτουργικές απαιτήσεις (π.χ. συνδέσεις με δίκτυα, πρόσβαση από το δρόμο). Διαφορική καθίζηση (Δ) μεταξύ θέσεων σε απόσταση (L): Συνήθως επιβάλλεται από τις στατικές απαιτήσεις του φορέα (π.χ. ένταση λόγω διαφορικής καθίζησης βάθρων γέφυρας, ρωγμές σε επιχρίσματα κτιρίου) Συνήθεις μέγιστες αποδεκτές τιμές του λόγου Δ / L (σχετική στροφή) : Δ L Είδος κατασκευής Μέγιστες αποδεκτές τιμές του λόγου Δ / L Σεάμμοήσκληρή άργιλο Σε μαλακή ή συνεκτική άργιλο Λιθοδομές και φέρουσες τοιχοποιίες : Μήκος / Υψος 3 Μήκος / Υψος 5 Μονόροφα κτίρια από τοιχοποιία Ανω όριο συνήθων κατασκευών με σκελετό από σκυρόδεμα ή χάλυβα : Εναρξη ρηγματώσεων σε καλές κατασκευές : Εναρξη βλαβών στον φέροντα στοιχεία : / 3333 / 000 / 000 / 500 / 300 / 50 / 500 / 500 / 000 / 500 / 300 / 50

6 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Είδη καθιζήσεων και αίτια που τις προκαλούν :. Αμεσες καθιζήσεις : καθιζήσεις σε ξηρά ή μερικώς κορεσμένα εδάφη, καθιζήσεις σε ταχέως στραγγιζόμενα κορεσμένα εδάφη (π.χ. άμμους), άμεσες καθιζήσεις λόγω διατμητικής (ισο-όγκης) παραμόρφωσης σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (βύθιση του πεδίλου και «φούσκωμα» γύρω από το πέδιλο).. Καθιζήσεις λόγω στερεοποιήσεως : Χρονικά εξελισσόμενες καθιζήσεις λόγω εκτόνωσης των υπερπιέσεων πόρων που αναπτύσσονται κατά την «ταχεία» φόρτιση κορεσμένων εδαφών (κυρίως αργιλικών). q B,L Ε, ν Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Είδη καθιζήσεων και αίτια που τις προκαλούν : 3. Ερπυστικές (δευτερεύουσες) καθιζήσεις : Χρονικά εξελισσόμενες καθιζήσεις λόγω ερπυστικής συμπεριφοράς των εδαφών (υπό πρακτικώς σταθερές ενεργές τάσεις) μετά το πέρας της στερεοποίησης. Συνήθως είναι σημαντικές σε οργανικά εδάφη και μαλακές αργίλους υψηλής πλαστικότητας. Σε αμμώδη εδάφη και αργίλους χαμηλής πλαστικότητας συνήθως αμελούνται. B,L q Ε, ν

7 Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Είδη καθιζήσεων και αίτια που τις προκαλούν : Λοιπά αίτια καθιζήσεων :. Καθίζηση λόγω «συνίζησης» σε : Χαλαρά μή-συνεκτικά εδάφη υπό ταχέως επαναλαμβανόμενες φορτίσεις (δονήσεις, σεισμοί, κλπ). Γαιώδη ή ημι-βραχώδη υλικά επίχωσης λόγω πλημμελούς συμπύκνωσης. Λιθορριπές από ασθενείς βράχους (π.χ. ιλυολίθους, μαργαϊκούς ασβεστολίθους, κλπ) λόγω θραύσης των σημείων επαφής των κόκκων. Συνίζηση : Μείωση του όγκου υπό πρακτικώς σταθερές ορθές ενεργές τάσεις.. Ανύψωση (αρνητική καθίζηση) σε διογκούμενα εδάφη, λόγω αύξησης της υγρασίας ή καθίζηση λόγω μείωσης της υγρασίας. Διογκούμενα εδάφη : Εδάφη με ισχυρή τάση για διόγκωση με απορρόφηση υγρασίας (κυρίως άργιλοι υψηλής πλαστικότητας). 3. Καθίζηση λόγω κατάρρευσης της δομής ευαίσθητων εδαφών (π.χ. λόγω καταστροφής των συγκολλητικών δεσμών κατά την ύγρανση). Παράδειγμα : Χαλαρές, ασθενώς συγκολλημένες άμμοι (loess) Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Υπολογισμός μεγέθους καθιζήσεων επιφανειακών θεμελιώσεων Συνολική καθίζηση : ρ ρ i ρ c ρ s ρ i άμεση καθίζηση ρ c καθίζηση εκ στερεοποιήσεως ρ s ερπυστική (δευτερεύουσα) καθίζηση Παρατήρηση : Κατά περίπτωση, κάποιες από τις ανωτέρω συνιστώσες μπορεί να είναι μηδέν (π.χ. άμμοι και μερικώς κορεσμένες άργιλοι : ρ c ρ s 0 ρ ρ i ) Σε κορεσμένες αργίλους, με την επιβολή της φόρτισης προκαλείται (ταχέως) η άμεση καθίζηση του εδάφους (υπό σταθερό όγκο), στη συνέχεια λόγω της βαθμιαίας αποτόνωσης των υπερπιέσεων πόρων εξελίσσονται οι καθιζήσεις εκ στερεοποιήσεως και, μετά την αποτόνωση των υπερπιέσεων πόρων, συμβαίνουν οι ερπυστικές καθιζήσεις.

8 Υπολογισμός καθιζήσεων πεδίλων (ρ) με σχέσεις «ελαστικής μορφής» q ρ (,ν, q, B L) f, ρ B,L Ε, ν Οι καθιζήσεις οφείλονται στις πρόσθετες τάσεις Δσ και στην υπερπίεση πόρων Δu που προκαλείται από την Δσ (σε κορεσμένα εδάφη μικρής διαπερατότητας), και εξαρτώνται από: τα χαρακτηριστικά του εδάφους (π.χ. Ε, ν), τα χαρακτηριστικά της φόρτισης (π.χ. q) και τα χαρακτηριατικά του πεδίλου (π.χ. B, L) Υπολογισμός καθιζήσεων πεδίλων (ρ) με σχέσεις «ελαστικής μορφής» Δq (,, Δq, B L) ρ f ν, ρ B,L γ Ε, ν Ηεπιφόρτιση(Δq) που προκαλεί καθιζήσεις στα εδάφηείναιηπρόσθετητιμή της φόρτισης, πέραν της αρχικώς επιβεβλημένης (q o ) στη στάθμη θεμελίωσης, δηλαδή : Δq q q o αφού οι καθιζήσεις του εδάφους λόγω της (q o ) έχουν ήδη συντελεσθεί (πριν την επιβολή του Δq) Παράδειγμα : Στην περίπτωση θεμελίωσης του πεδίλου σε βάθος (D) απότοφυσικόέδαφος, ήμετά από προφόρτιση ύψους (D) : q o γ D Προσοχή : Εάν η θεμελίωση (που επιβάλλει πίεση q) γίνει στην επιφάνεια του εδάφους, καιστησυνέχειαηπεριοχήγύρωαπότοπέδιλοεπιχωθείσεύψος(d), τότε Δq q και επιπλέον, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη οι καθιζήσεις λόγω της επίχωσης (πίεση γd).

9 Υπολογισμός καθιζήσεων πεδίλων (ρ) με σχέσεις «ελαστικής μορφής» (,, Δq, B L) ρ f ν, Συνολική καθίζηση : ρ ρ i ρ c ρ s ρ i άμεση καθίζηση ρ c καθίζηση εκ στερεοποιήσεως ρ s ερπυστική (δευτερεύουσα) καθίζηση Με την παραδοχή γραμμικώς ελαστικής συμπεριφοράς για το έδαφος, μπορούν να υπολογισθούν με σχέσεις ελαστικής μορφής οι ακόλουθες καθιζήσεις πεδίλων : () Αμεσες καθιζήσεις (ρ i ), σε κορεσμένες αργίλους (αστράγγιστες συνθήκες) με ελαστικές παραμέτρους Ε Ε u και ν 0.50 (αστράγγιστες τιμές). () Συνολικές καθιζήσεις (ρ) σε όλα τα εδάφη (στραγγισμένες συνθήκες) με ελαστικές παραμέτρους Ε Ε και ν ν (στραγγισμένες τιμές). Παρατήρηση : Σε άμμους και ξηρές ή μερικώς κορεσμένες αργίλους οι συνολικές καθιζήσεις είναι πρακτικώς ίσες με τις άμεσες Προσοχή : Η παραδοχή γραμμικώς ελαστικής συμπεριφοράς, συνήθως δεν είναι ικανοποιητική : σε αμμώδη εδάφη (επειδή το Ε εξαρτάται από τη συμπίεση) σε αργιλικά εδάφη κοντά στην αστοχία (λόγω μή-γραμμικότητας) Καθιζήσεις Επιφανειακών Θεμελιώσεων (πεδίλων) Αμεσες καθιζήσεις (ρ i ): Καθιζήσεις σε ξηρά και μερικώς κορεσμένα εδάφη (αμμώδη και αργιλικά) : ρ ρ i Καθιζήσεις σε ταχέως στραγγιζόμενα κορεσμένα εδάφη (π.χ. άμμους) : ρ ρ i Άμεσες καθιζήσεις (ρ i < ρ ) σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη λόγω διατμητικής (ισοόγκης) παραμόρφωσης (βύθιση του πεδίλου και «φούσκωμα» γύρω από αυτό). Στην περίπτωση ταχείας φόρτισης κορεσμένων αργίλων, αναπτύσσονται υπερπιέσεις πόρων (Δu) οι οποίες με την πάροδο του χρόνου εκτονώνονται, προκαλώντας καθιζήσεις λόγω στερεοποιήσεως (και στη συνέχεια κάποιες ερπυστικές καθιζήσεις) ΔV 0 Δε ταχεία φόρτιση θεμελίου 0 Αστράγγιστη φόρτιση σημαίνει μηδενική μεταβολή του όγκου, ΟΧΙ πάντοτε μηδενική παραμόρφωση. Στο παραπλέυρως σχήμα συμβαίνουν διατμητικές παραμορφώσεις του εδάφους (υπό σταθερό όγκο) που δίνουν «άμεσες καθιζήσεις»

10 Υπολογισμός μεγέθους καθιζήσεων επιφανειακών θεμελιώσεων Υπολογισμός άμεσων καθιζήσεων (ρ i ): Με σχέσεις «ελαστικής μορφής» - κυρίως σε συνεκτικά (αργιλικά) εδάφη για φόρτιση αρκετά μικρότερη από την φέρουσα ικανότητα (P u ) Με εμπειρικές σχέσεις - κυρίως σε μή-συνεκτικά (αμμώδη) εδάφη Ο υπολογισμός των άμεσων καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» βασίζεται στην θεωρία ελαστικότητας, με κατάλληλη εκτίμηση των «ελαστικών» σταθερών του εδάφους θεμελίωσης (Ε, ν). Μέθοδοι για την εκτίμηση των παραμέτρων (Ε,ν) δίνονται στο επόμενο εδάφιο. Υπολογισμός (άμεσων) καθιζήσεων σε μή-συνεκτικά (αμμώδη) εδάφη και σε ξηρά ή μερικώς κορεσμένα συνεκτικά (αργιλικά) εδάφη : Στα μή-συνεκτικά εδάφη, το μέτρο ελαστικότητας μεταβάλλεται (αυξάνει) με την αύξηση της συμπίεσης (π.χ. την αύξηση των γεωστατικών τάσεων με το βάθος, την συμπίεση κάτω από το πέδιλο λόγω της επιφόρτισης, κλπ). Συνεπώς, οι σχέσεις ελαστικότητας έχουν περιορισμένη εφαρμογή (επειδή θεωρούν Εσταθερό). Για τον λόγο αυτό έχουν προταθεί άλλες (εμπειρικές) σχέσεις για την εκτίμηση των άμεσων καθιζήσεων σε άμμους. Όταν εφαρμόζονται οι σχέσεις «ελαστικής μορφής» σε μή-συνεκτικά εδάφη (άμμους) και σε ξηρά ή μερικώς κορεσμένα συνεκτικά εδάφη (αργίλους) : Ε, νείναιοι «ελαστικές» σταθερές που αφορούν στραγγισμένες συνθήκες (Ε Ε και ν ν ). Υπολογισμός άμεσων καθιζήσεων (ρ i ): Άμεσες καθιζήσεις σε συνεκτικά (αργιλικά) εδάφη : Εάν η φόρτιση απέχει αρκετά από την κατάσταση αστοχίας (P u ), οι άμεσες καθιζήσεις πεδίλων σε συνεκτικά εδάφη είναι περίπου γραμμικώς ελαστικές. Εάν η φόρτιση πλησιάζει την κατάσταση αστοχίας (P u ), οι άμεσες καθιζήσεις γίνονται έντονα μή γραμμικές. Συνήθως, οι άμεσες καθιζήσεις σε κορεσμένα συνεκτικά εδάφη υπολογίζονται με χρήση σχέσεων «ελαστικής μορφής», με «ελαστικές» σταθερές (Ε, ν) που αφορούν αστράγγιστες συνθήκες (ισό-ογκη παραμόρφωση) : Ε Ε u (αστράγγιστη τιμή του μέτρου ελαστικότητας) και ν ν u 0.5. Συσχέτιση μεταξύ του μέτρου ελαστικότητας Ε (υπό στραγγισμένες συνθήκες) και του μέτρου ελαστικότητας Ε u υπό αστράγγιστες συνθήκες : P u P u u 3 ν ( ) Καμπύλες φορτίουκαθίζησης του πεδίλου Για την συνήθη τιμή : ν /3 Ε u.5

11 ΣΥΝΟΨΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΑΜΕΣΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ (ρ i ). Αμμώδη εδάφη : Η συνολική καθίζηση είναι πρακτικώς άμεση (ρ c ρ s 0) Επειδή το μέτρο ελαστικότητας () δεν είναι σταθερό (εξαρτάται από τη συμπίεση), δεν ενδείκνυται η εκτίμηση της καθίζησης με σχέσεις «ελαστικής μορφής». Προτιμώνται εμπειρικές μέθοδοι που έχουν αναπτυχθεί ειδικά για αμμώδη εδάφη. Εάν εφαρμοσθούν σχέσεις «ελαστικής μορφής», θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην επιλογή κατάλληλης τιμής των ελαστικών παραμέτρων «Ε» και «ν» (βεβαίως «στραγγισμένες» τιμές : Ε Ε, νν ).. Ξηρά ή μερικώς κορεσμένα αργιλικά εδάφη : Η συνολική καθίζηση είναι πρακτικώς άμεση (ρ c ρ s 0) Εάν η φόρτιση απέχει αρκετά από την κατάσταση αστοχίας, η καθίζηση είναι κατά προσέγγιση γραμμική και μπορεί να εκτιμηθεί με σχέσεις ελαστικής μορφής με χρήση «στραγγισμένων» τιμών ( Ε Ε, νν ). Κοντά στην κατάσταση αστοχίας, η καθίζησηγίνεταιμή-γραμμική και δεν συνιστάται η εκτίμησή της με σχέσεις ελαστικής μορφής. Απαιτείται χρήση κατάλληλων εμπειρικών μεθόδων ή μή-γραμμική ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία. ΣΥΝΟΨΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΑΜΕΣΩΝ ΚΑΘΙΖΗΣΕΩΝ (ρ i ) 3. Κορεσμένα αργιλικά εδάφη : Η άμεση καθίζηση (ρ i ) αποτελεί μέρος μόνον της συνολικής καθίζησης. Με την πάροδο του χρόνου προστίθεται καθίζηση στερεοποιήσεως και ερπυστική καθίζηση Εάν η φόρτιση απέχει αρκετά από την κατάσταση αστοχίας, η άμεση καθίζηση (ρ i ) είναικατάπροσέγγισηγραμμικήκαιμπορείναεκτιμηθείμεσχέσεις ελαστικής μορφής με χρήση των «αστράγγιστων» τιμών των ελαστικών παραμέτρων ( Ε Ε u, ν0.5 ). Εάν η φόρτιση απέχει αρκετά από την κατάσταση αστοχίας, οι σχέσεις ελαστικής μορφής μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για την εκτίμηση της συνολικής καθίζησης (ρ) με χρήση των «στραγγισμένων» τιμών των ελαστικών παραμέτρων ( Ε Ε, νν ). Κοντά στην κατάσταση αστοχίας, η άμεση καθίζηση (αλλά και η συνολική καθίζηση) είναι μή γραμμικές και δεν συνιστάται η εκτίμησή τους με σχέσεις ελαστικής μορφής. Απαιτείται χρήση κατάλληλων εμπειρικών μεθόδων ή μήγραμμική ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία) Συσχέτιση μεταξύ του μέτρου ελαστικότητας Ε (υπό στραγγισμένες συνθήκες) και του μέτρου ελαστικότητας Ε u υπό αστράγγιστες συνθήκες : u 3 ν ( ) Για την συνήθη τιμή : ν /3 Ε u.3

12 Εκτίμηση των «ελαστικών» σταθερών του εδάφους (Ε, ν) Μέτρο ελαστικότητας αργίλων υπό αστράγγιστες συνθήκες (Ε u ) : Τιμές του λόγου u / c u : Ε u «μέση» τιμή του μέτρου ελαστικότητας υπό αστράγγιστες συνθήκες c u αστράγγιστη διατμητική αντοχή ( ½ της αντοχής σε ανεμπόδιστη θλίψη) Τιμές του λόγου u / c u σε κανονικά στερεοποιημένες αργίλους, για διάφορες τιμέςτηςδιατμητικήςτάσης(τ h )-Αποτελέσματα από δοκιμές απλής διάτμησης

13 Τιμές του λόγου u / c u σε υπερ-στερεοποιημένες αργίλους (OCR λόγος υπερ-στερεοποίησης), γιαδιάφορεςτιμέςτηςδιατμητικήςτάσης(τ h )- Αποτελέσματα από δοκιμές απλής διάτμησης Τιμές της αστράγγιστης διατμητικής αντοχής (c u ) σε υπερ-στερεοποιημένες αργίλους (OCR λόγος υπερ-στερεοποίησης). Αποτελέσματα από δοκιμές απλής διάτμησης c σ ( )( OCR) u vc c u σ vc y

14 Συσχέτιση του μέτρου ελαστικότητας (Ε) με την αντίσταση αιχμής (R p q c ) της δοκιμής Διείδυσης Κώνου (CPT) (κατά Sanglerat) α R p Για άμμους : Ε (στραγγισμένο) Για αργίλους : Ε u (αστράγγιστο) Συσχέτιση του μέτρου ελαστικότητας άμμων με την αντίσταση αιχμής (q c ) της δοκιμής Διείδυσης Κώνου (CPT) - (κατά Baldi) 50 : για διατμ. τάση 50% της αντοχής, 5 : για διατμ. τάση 5% της αντοχής Ε 50 Ε 5 bar 0. MPa

15 Τυπικές τιμές του στραγγισμένου μέτρου ελαστικότητας (Ε Ε ) για διάφορα είδη εδαφών Τυπικές τιμές του στραγγισμένου μέτρου ελαστικότητας (Ε) για διάφορα εδάφη

16 Τυπικές τιμές του μέτρου ελαστικότητας (Ε σε MPa) μή-συνεκτικών εδαφών με βάση τα αποτελέσματα της επιτόπου Δοκιμής Πρότυπης Διείσδυσης (SPT) Κατά Tassios & Anagnostopoulos (974) : α C ( N ± 6) ( σε MPa) Είδος εδάφους C Ν Ν<5 Ν>5 α α 0 α 40 Ιλυώδης άμμος Λεπτόκοκκη άμμος Μεσόκοκκη άμμος Χονδρόκοκκη άμμος Χαλικώδης άμμος Αμμώδεις χάλικες Κατά Papadopoulos & Anagnostopoulos (987) : Είδος εδάφους C C Αμμώδης ιλύς Ιλυώδης άμμος Λεπτόκοκκη άμμος C C ( σε MPa) N Υπολογισμός μεγέθους καθιζήσεων επιφανειακών θεμελιώσεων Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner : Καθίζηση (ρ) της γωνίας εύκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου (δηλ. ομοιόμορφης πίεσης Δq), πλάτους Β και μήκους L ( B) σε βάθος D από την επιφάνεια. Το συμπιεστό στρώμα έχει πάχος Η και «ελαστικές» σταθερές (Ε, ν). ν ν ρ Δq B F F ν I D Προσοχή : Δq q q o (q o αρχική πίεση) Ι D συντελεστής βάθους. Για επιφανειακή θεμελίωση (D0) : Ι D F, F συντελεστές σχήματος. Εξαρτώνται από τις τιμές των L/B και H/B (βλέπε επόμενα) Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner :. Συνολική καθίζηση (άμεση στερεοποίηση) υπό στραγγισμένες συνθήκες, με χρήση των ελαστικών παραμέτρων : Ε Ε και ν ν (στραγγισμένες τιμές). Αμεση καθίζηση υπό αστράγγιστες συνθήκες, με ελαστικές παραμέτρους : u και ν 0.50

17 Υπολογισμός μεγέθους καθιζήσεων επιφανειακών θεμελιώσεων Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner : I D F F B q Δ ν ν ν ρ Οι συντελεστές επιρροής F και F υπολογίζονται από τις σχέσεις : ( ) ( ) ( ) ln ln N M M N M M N M M N M M M F π arctan N M N M N F π όπου : B H N B L M ρ καθίζηση της γωνίας του πεδίλου Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner : I D F F B q Δ ν ν ν ρ Πινακοποιημένες τιμές των συντελεστών F και F ρ καθίζηση της γωνίας του πεδίλου

18 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner - Συσχέτιση των ρ i και ρ σε κορεσμένες αργίλους : ρ καθίζηση της γωνίας του πεδίλου : ν ν ρ Δq B F F ν. Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner στην άμεση καθίζηση (ρ i ) της γωνίας πεδίλου : u και ν 0.50 : ρ Δ i 0.75 ( ν ) q B F I D ρi Δq B F u. Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner στη συνολική καθίζηση(ρ) της γωνίας πεδίλου: Συσχέτιση των ρ i και ρ : Για ν /3 : ν ν ρ Δq B F F ν ρi ρ F ( ν ) ( ν ) F ρi 3 3 ρ F 4 F 4 I D I D I D ρ ρ i ( επειδή : 0 < F /F < ) Συνεπώς : κατά Steinbrenner, η άμεση καθίζηση ισούται με το 50-75% της συνολικής. Εύλογο συμπέρασμα για φορτίσεις αρκετά μακριά από την αστοχία (αλλιώς ρ >> ρ i ) Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner για ν 0.30 (συνήθης τιμή για στραγγισμένες συνθήκες) : ρ Δq B f I D Πινακοποιημένες τιμές του συντελεστή f Δq q - q o ρ καθίζηση της γωνίας του πεδίλου όπου : f 0.9F 0. 5 F Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner υπό στραγγισμένες συνθήκες, για: Ε Ε και ν ν 0.30

19 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner : Συντελεστής βάθους θεμελίωσης Ι D : ρ ρ ν Δq B ν F F ν Δq B f I D I D (προσοχή : Ι D για D0) Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Steinbrenner : Επαλληλία τεσσάρων ορθογωνίων για τον υπολογισμό της καθίζησης σε οποιοδήποτε σημείο της επιφάνειας του εδάφους γύρω από ορθογωνικό πέδιλο : Α()()(3)(4) Β()-()-(3)(4)

20 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Απλοποιημένη μέθοδος Steinbrenner γιαεύκαμπτακαιάκαμπταθεμέλια διαφόρων σχημάτων σε ομοιογενές έδαφος μεγάλου βάθους : Από την προηγούμενη σχέση του Steinbrenner, προκύπτει η παραπλεύρως απλοποιημένη σχέση για την καθίζηση σε διάφορα σημεία πεδίλων : ν ρ Δq B I S I D Τιμές του συντελεστή Ι s το Ι D υπολογίζεται όπως προηγουμένως Παρατήρηση : Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner: Στραγγισμένες συνθήκες: Ε Ε και ν ν Αστράγγιστες συνθήκες: u και ν 0.50 Παρατήρηση :Από τον προηγούμενο πίνακα προκύπτει η ακόλουθη προσεγγιστική σχέση μεταξύ της καθίζησης (ρ c ) του κέντρου εύκαμπτης θεμελίωσης και της ενιαίας καθίζησης (ρ α ) όμοιας άκαμπτης θεμελίωσης με την ίδια φόρτιση : ρ a ρ c ρ α καθίζηση άκαμπτου πεδίλου ρ c καθίζηση κέντρου εύκαμπτου πεδίλου (Steinbrenner) (/3 3/4) : τιμή αναλόγως του σχήματος του θεμελίου Παρατήρηση : Η απλοποιημένη σχέση Steinbrenner χρησιμεύει και στην εκτίμηση του μέτρου ελαστικότητας του εδάφους από μετρήσεις της συμπίεσης κατά την επιτόπου δοκιμή φόρτισης πλάκας. Κατά τη δοκιμή αυτή, φορτίζεται μιά άκαμπτη κυκλική ή ορθογωνική πλάκα (διαστάσεως Β) που τοποθετείται στην επιφάνεια του εδάφους (D0 I D ) καιμετράταιηκαθίζηση(ρ) που αντιστοιχεί στην εφαρμογή πίεσης (Δq). Το μέτρο ελαστικότητας υπολογίζεται από τη σχέση : Δq ρ ( ν ) B I S όπου : I s 0.99 (για άκαμπτο τετραγωνικό πέδιλο-πλάκα) και I s 0.79 (για άκαμπτο κυκλικό πέδιλο-πλάκα) και : Για άμμους : ν /3. Η υπολογιζόμενη τιμή του Ε είναι : Ε Ε Για κορεσμένες αργίλους : ν ν u 0.5. Η υπολογιζόμενη τιμή του Ε είναι : u

21 Εφαρμογή της μεθόδου Steinbrenner σε πολύστρωτο έδαφος : Στρώση : πάχος Η, ιδιότητες Ε, ν Στρώση : πάχος Η, ιδιότητες Ε, ν... Στρώση n : πάχος Η n, ιδιότητες Ε n, ν n Καθίζηση (ρ) κάτω από τη γωνία του πεδίλου : [ ρn n ρ( n ), n] ρ( n )(, n ) ρ( n )(, n ) [ ] [ ρ, ρ, ], ρ,... ρ όπου : ρ i,j καθίζηση της γωνίας πεδίλου επί εδαφικού στρώματος πάχους : z i (Η Η.. H i ) με ιδιότητες Ε j, ν j ρ ρ ρ ρ Παράδειγμα δίστρωτου σχηματισμού : [,, ], όπου : ρ, καθίζηση επί εδαφικού στρώματος πάχους (Η Η ) με ιδιότητες Ε, ν ρ, καθίζηση επί εδαφικού στρώματος πάχους (Η ) με ιδιότητες Ε, ν ρ, καθίζηση επί εδαφικού στρώματος πάχους (Η ) με ιδιότητες Ε, ν Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : α. Μέθοδος Milovic (970) για εύκαμπτα κυκλικά θεμέλια : Καθίζηση (ρ) σε ακτινική απόσταση (r) από το κέντρο εύκαμπτου κυκλικού πεδίλου (δηλ. ομοιόμορφης πίεσης Δq), ακτίνας R στην επιφάνεια του εδάφους. Το συμπιεστό στρώμα έχει πάχος Η και «ελαστικές» σταθερές (Ε, ν). Παρατηρήσεις :. Η καθίζηση(ρ α ) άκαμπτου κυκλικού θεμελίου, μπορεί να υπολογισθεί από τη σχέση : ρ a ρ c όπου (ρ c ) είναι η καθίζηση του κέντρου του ισοδύναμοιυ εύκαμπτου θεμελίου.. Σε πολύστρωτο έδαφος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μέθοδος επαλληλίας όπως για ορθογωνικά πέδιλα (Steinbrenner) ρ Δq R I ρ

22 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Kany (DIN 409) για την καθίζηση (ρ) άκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου (BxL) σε έδαφος με λόγο Poisson ν 0 : Η καθίζηση ενός άκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου διαστάσεων ΒxL, θεωρείται ίση με την καθίζηση του χαρακτηριστικού σημείου «C» ενός ισοδύναμου «εύκαμπου» πεδίλου, οπότε : ρ f Δq s B Δq q q o q γ D s μέτρο μονοδιάστατης συμπίεσης ( ν ) ( ν )( ν ) s Ε, ν τιμές των στραγγισμένων ελαστικών παραμέτρων Ε, ν ΟΡΘΟΓΩΝΙΚΟ ΠΕΔΙΛΟ L > B γ Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Συσχέτιση των μεθόδων Steinbrenner και Kany για ορθογωνικά πέδιλα Εφόσον η μέθοδος Kany υπολογίζει την καθίζηση ενός «άκαμπτου» πεδίλου μέσω της καθίζησης του χαρακτηριστικού σημείου «C» του αντίστοιχου εύκαμπτου πεδίλου, οι δύο μέθοδοι μπορούν να συγκριθούν :. Μέθοδος Kany (για πέδιλα στην επιφάνεια του εδάφους) : ρ q B Εφαρμογή για : L/Β και Η/Β3 f 0.85 s f q B ρ s 0.85 () () (4) (3). Μέθοδος Steinbrenner για ν 0.30 (ισοδύναμη σχέση μέσω του s για πέδιλα στην επιφάνεια του εδάφους) : ρ ( ν ) ν F F ν q B s q B και για ν0.30 : ρ (.5F 0. F ) s 70 Υπολογισμός της καθίζησης του σημείου «C» ενός εύκαμπτου πεδίλου με L/Β και Η/Β3, ως άθροισμα των καθιζήσεων της γωνίας των τεσσάρων τμημάτων του πεδίλου :

23 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Συσχέτιση των μεθόδων Steinbrenner και Kany για ορθογωνικά πέδιλα Τμήμα : L 0.87 L.74 B, B 0.87 B L /B, H/B 3.45 F 0.44, F F 0.70 F 0.59 Τμήμα : L 0.87 Β, B 0.3 L 0.6 B L /B 3.35, H/B.5 F 0.68, F F 0.70 F Τμήμα 3 : L 0.87 L.74 B, B 0.3 B L /B 3.4, H/B 3 F 0.76, F 0..5 F 0.70 F.05 Τμήμα 4 : L 0.3 L 0.6 B, B 0.3 B L /B, H/B 3 F 0.67, F F 0.70 F 0.84 Συνεπώς : ρ (q/ s ) { (0.87 B) x 0.59 (0.6 B) x (0.3 B) x.05 (0.3 B) x 0.84 } Αρα, σύγκριση για ν 0.30 : q B ρ s 0.98 q B q B ρ 0.98 ρ Steinbrenner : Kany : s s Όχι καλή συσχέτιση Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Συσχέτιση των μεθόδων Steinbrenner και Kany για ορθογωνικά πέδιλα.3 Μέθοδος Steinbrenner για ν 0 (ισοδύναμη σχέση μέσω του s για πέδιλα στην επιφάνεια του εδάφους) : ( ν ) ν ρ q B F F s ν q B και για ν 0 : ρ ( ) s F F Υπολογισμός της καθίζησης του σημείου C ενός εύκαμπτου πεδίλου με LB και Η/Β3, ως άθροισματωνκαθιζήσεωντηςγωνίαςτωντεσσάρωντμημάτωντουπεδίλου: Τμήμα : L 0.87 L.74 B, B 0.87 B L /B, H/B 3.45 F 0.44, F F F 0.55 Τμήμα : L 0.87 Β, B 0.3 L 0.6 B L /B 3.35, H/B.5 F 0.68, F 0.05 F F 0.73 Τμήμα 3 : L 0.87 L.74 B, B 0.3 B L /B 3.4, H/B 3 F 0.76, F 0. F F 0.88 Τμήμα 4 : L 0.3 L 0.6 B, B 0.3 B L /B, H/B 3 F 0.67, F 0.03 F F 0.70

24 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Συσχέτιση των μεθόδων Steinbrenner και Kany για ορθογωνικά πέδιλα.3 Μέθοδος Steinbrenner για ν 0 (ισοδύναμη σχέση μέσω του s για πέδιλα στην επιφάνεια του εδάφους) : Συνεπώς : ρ (q/ s ) { (0.87 B) x 0.55 (0.6 B) x 0.73 (0.3 B) x 0.88 (0.3 B) x 0.70 } Αρα, σύγκριση για ν 0 : q B ρ s q B q B ρ ρ Steinbrenner : Kany : s s Συνεπώς, η μέθοδος Kany δίνει καλή προσέγγιση της καθίζησης για φορτικές καταστάσεις του εδάφους όπου η παραδοχή ν 0 είναι εύλογη. Δεδομένου ότι ν 0, ουσιαστικά σημαίνει μηδενική πλευρική παραμόρφωση του εδάφους, η περίπτωση αυτή μπορεί να θεωρηθεί ότι δίνει την καθίζηση λόγω στερεοποιήσεως του εδάφους κάτω από το πέδιλο «υπό συνθήκες συμπιεσομέτρου», δηλαδή την καθίζηση (ρ c ). Η καθίζηση αυτή σχολιάζεται στο Κεφάλαιο περί καθιζήσεων επιφανειακών θεμελιώσεων σε αργιλικά εδάφη. Υπολογισμός άμεσων καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» :. Μέθοδος Leonhardt (DIN 409) για την καθίζηση (ρ) άκαμπτου κυκλικού πεδίλου διαμέτρου Β R, σε έδαφος με λόγο Poisson ν 0 : Η καθίζηση ενός άκαμπτου κυκλικού πεδίλου διαμέτρου Β R, θεωρείται ίση με την καθίζηση του χαρακτηριστικού σημείου C ενός ισοδύναμου «εύκαμπου» πεδίλου, οπότε : ρ Δq q q o q γ D f Δq s R s μέτρο μονοδιάστατης συμπίεσης ( ν ) ( ν )( ν ) s Εύκαμπτα πέδιλα Ακαμπτο πέδιλο ΚΥΚΛΙΚΟ ΠΕΔΙΛΟ Κέντρο 0.845R γ Περιφέρεια

25 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : 3. Μέθοδος Janbu, Bjerrum & Kjaernsli (959), όπως τροποποιήθηκε από τους Christian & Carrier (978), για την άμεση καθίζηση άκαμπτων ορθογωνικών θεμελίων διαστάσεων L x B σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (αστράγγιστη φόρτιση) : ρ i Δq B μ μ o όπου : ρ i άμεσηκαθίζησηάκαμπτουπεδίλου μ ο συντελεστής βάθους (D) θεμελίωσης μ συντελεστής πάχους (Η) συμπιεστής στρώσης Ε u μέτρο ελαστικότητας υπό αστράγγιστες συνθήκες u γ B πλάτος πεδίλου L μήκος πεδίλου (L B ) Δq q q o q γ D Τιμές του μ ο κατά Christian & Carrier (978) Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : 3. Μέθοδος Janbu, Bjerrum & Kjaernsli για την άμεση καθίζηση άκαμπτων ορθογωνικών θεμελίων διαστάσεων L x B σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (αστράγγιστη φόρτιση) : ρ i μ o Δq B μ Δq q q o q γ D u μ συντελεστής πάχους (Η) συμπιεστής στρώσης γ Τιμές του μ κατά Christian & Carrier (978)

26 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Μέθοδος Butler (975) : Καθίζηση κάτω από τη γωνία εύκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου διαστάσεων L x B (L>B) σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (αστράγγιστη φόρτιση) με γραμμικά αυξανόμενο αστράγγιστο μέτρο ελαστικότητας : Ε uo αστράγγιστο μέτρο ελαστικότητας στη στάθμη έδρασης του πεδίλου Γραμμική αύξηση του αστράγγιστου μέτρου ελαστικότητας με το βάθος (z) κατά τη σχέση : z uo k B u Καθίζηση της γωνίας του πεδίλου : Δq B ρi I uo Δq q q o q γ D Οι τιμές του συντελεστή επιρροής φαίνονται στα επόμενα σχήματα (για διάφορες τιμές του L / B) Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Μέθοδος Butler (975) : Καθίζηση κάτω από τη γωνία εύκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου διαστάσεων L x B (L>B) σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (αστράγγιστη φόρτιση) με γραμμικά αυξανόμενο αστράγγιστο μέτρο ελαστικότητας : z Δq B u uo k ρi I B uo

27 Υπολογισμός καθιζήσεων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» : Μέθοδος Butler (975) : Καθίζηση κάτω από τη γωνία εύκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου διαστάσεων L x B (L>B) σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (αστράγγιστη φόρτιση) με γραμμικά αυξανόμενο αστράγγιστο μέτρο ελαστικότητας : z Δq B u uo k ρi I B uo Παρατήρηση : Με επαλληλία ορθογωνίων (όπως με τη μέθοδο Steinbrenner) μπορεί να υπολογισθεί η καθίζηση οποιουδήποτε σημείου εύκαμπτου ορθογωνικού πεδίλου Υπολογισμός καθιζήσεων πεδίλων με σχέσεις «ελαστικής μορφής» Σύνοψη μεθόδων υπολογισμού. Μέθοδοι Steinbrenner και Milovic : Άμεση ήσυνολικήκαθίζηση σε τυχόν σημείο εύκαμπτων ορθογωνικών / κυκλικών πεδίλων Αμεση (ρ i ) : Εφαρμογή σε κορεσμένες αργίλους με Ε Ε u και ν Συνολική (ρ) : Εφαρμογή σε άμμους (υπό προϋποθέσεις) καιαργίλουςμεε, ν. Δίνονται και διορθωτικοί συντελεστές για την καθίζηση άκαμπτων πεδίλων. Μέθοδοι Kany και Leonhardt : Καθίζηση άκαμπτων ορθογωνικών / κυκλικών πεδίλων υπό συνθήκες «ν 0». Μπορεί να θεωρηθεί ότι δίνει την καθίζηση του εδάφους κάτω από το πέδιλο «υπό συνθήκες συμπιεσομέτρου». Ε s μέτρο μονοδιάστατης συμπίεσης. 3. Μέθοδοι Janbu και Butler : ρ ρ ρ ν Δq B Δq B μ μ i o ν F F ν f Δq B s ρ Άμεση καθίζηση (υπό αστράγγιστες συνθήκες) άκαμπτων / εύκαμπτων ορθογωνικών πεδίλων σε κορεσμένα αργιλικά εδάφη (Ε u αστράγγιστο μέτρο ελαστικότητας) u f Δq s R I D Δq B ρi I ( ν ) ( ν )( ν ) s uo ρ Δq R I ρ

28 ΠΡΟΣΟΧΗ : Επιρροή του εύρους της φορτιζόμενης επιφάνειας στο μέγεθος της καθίζησης στην περίπτωση ανομοιογενούς εδάφους Τετραπλασιασμός του εύρους προκαλεί περισσότερο από τετραπλασιασμό της καθίζησης Επαλληλία των δύο φορτίων προκαλεί περισσότερο από διπλασιασμό της καθίζησης Παραμορφωσιμότητα άκαμπτων πεδίλων σε ελαστικό έδαφος (κατά API) Εάν ένα άκαμπτο ορθογωνικό πέδιλο διαστάσεων κατόψεως(b, L>Β) φορτισθεί με εντατικά μεγέθη : V, H x, H y, M x, M y το κέντρο του θα μετακινηθεί κατά u x, u y και u z καιτοπέδιλοθαστραφείκατάθ x, θ y. B L y Κατακόρυφο ελατήριο (κατά Steinbrenner) : K V u x Δq B L ρ ν I Με παραδοχή έδρασης του πεδίλου επί ελαστικού εδάφους, οι αντίστοιχες δυσκαμψίες (δηλαδή οι σταθερές των ισοδύναμων ελατηρίων είναι : ( ) V z Οριζόντιο ελατήριο (κατά x και κατά y) : K H H u 9( ν ) ( ν )( 7 8 ν ) S I D L Για τετραγωνικό πέδιλο εύρους Β στην επιφάνεια (Ι D ) : K V ( ν ) B BL

29 Παραμορφωσιμότητα άκαμπτων πεδίλων σε ελαστικό έδαφος (κατά API) Εάν ένα άκαμπτο ορθογωνικό πέδιλο διαστάσεων κατόψεως(b, L>Β) φορτισθεί με εντατικά μεγέθη : V, H x, H y, M x, M y το κέντρο του θα μετακινηθεί κατά u x, u y και u z καιτοπέδιλοθαστραφείκατάθ x, θ y. B L y x Με παραδοχή έδρασης του πεδίλου επί ελαστικού εδάφους, οι αντίστοιχες δυσκαμψίες (δηλαδή οι σταθερές των ισοδύναμων ελατηρίων είναι : Στροφικό ελατήριο (στροφή περί τον άξονα x) : K x M x θ x K x L L B ( ν ) B και για λωριδωτό πέδιλο πλάτους Β : M x / L 0.94 θ ν ( ) Στροφικό ελατήριο (στροφή περί τον άξονα y) : K y x M y θ ν y ( ) B L B