Rodzaje parcia gruntu :

- parcie czynne (aktywne)

- parcie bierne (odpór gruntu, parcie pasywne)

- parcie spoczynkowe (geostatyczne)

Parcie czynne gruntu E_a - jest to wypadkowa siła działająca od strony ośrodka gruntowego, spowodowana przemieszczeniem konstrukcji lub jej elementu w kierunku od gruntu o wartości dostatecznej do uzyskania najmniejszej wartości parcia gruntu (parcie graniczne). Parcie czynne występuje w przypadku ścian oporowych i ścianek szczelnych, ścian szczelinowych, płyt kotwiących, obudowy wykopów itp.

Opór graniczny (parcie bierne) gruntu E_p - jest to reakcja podłoża gruntowego spowodowana przemieszczaniem konstrukcji lub jej elementu w kierunku gruntu, o wartości wystarczającej do osiągnięcia przez odpór wartości największej (odpór graniczny). Odpór graniczny może występować w przypadku płyt lub innych elementów kotwiących, nośności podłoża fundamentowego, nabrzeży masywnych itp.

Parcie czynne i odpór gruntu nazywane jest parciem geodynamicznym (parcie gruntu znajdującego się w ruchu).

Parcie spoczynkowe gruntu E₀ - jest to wypadkowa siła działająca od strony ośrodka gruntowego, gdy nie istnieje możliwość przesunięcia konstrukcji lub jej elementu. Parcie spoczynkowe występuje przy obudowach tuneli zagłębionych w gruncie, ścianach budynku.

Metoda Coulomba

Wyznaczanie parcia czynnego i odporu na ściany oporowe w gruntach niespoistych

I. Wyznaczanie parcia czynnego gruntu

Parcie gruntu na pionowy mur oporowy AB powstaje wskutek poślizgu klina gruntu ABC po płaszczyźnie odłamu BC nachylonej do poziomu pod kątem α.

Wielkości geometryczne klina odłamu :

AC = H ctgα

ABC = 0,5H² ctgα

Ciężar odłamu gruntu na 1m szerokości muru :

Q =
γ H² ctgα ·1

Przesunięcie w dół klina odłamu ABC o ciężarze Q przeciwdziała oddziaływanie ściany oporowej E_a oraz oddziaływanie R w płaszczyźnie odłamu.

W płaszczyźnie odłamu występuje opór tarcia :

T = N tgФ

gdzie :

T, N - składowe oddziaływania R

E_a = Q tg(α-Ф)

E_a =
tg(α-Ф)ctg α =

= 0 gdy α = 45° +

Wzór na całkowite parcie czynne gruntu niespoistego na mur oporowy:

E_a =
tg²(45° -
) =
K_a

gdzie :

γH - naprężenie pionowe gruntu σ_z na głębokości H

K_a - współczynnik parcia granicznego (czynnego) gruntu

K_a < 1

Wzór na jednostkowe parcie czynne gruntu na głębokości H:

e_a = γHK_a = σ_zρK_a

II. Wyznaczanie parcia biernego (odporu) gruntu

Jeżeli ścianę oporową podda się działaniu siły poziomej od strony zewnętrznej, to w znajdującym się za ścianą gruncie powstanie oddziaływanie zwane odporem gruntu. Klin gruntu będzie wypierany ku górze.

E_p = Q tg(α+Ф)

E_p =
tg(α+Ф)ctg α =

= 0 gdy α = 45° -

Wzór na całkowity odpór gruntu niespoistego na mur oporowy:

E_p =
tg²(45° +
) =
K_p

gdzie :

K_p - współczynnik odporu granicznego gruntu

K_p > 1 K_p =

Wzór na jednostkowy odpór gruntu na głębokości H:

e_p = γHK_p = σ_zρK_p

Wyznaczanie parcia czynnego i odporu na ściany oporowe w gruntach spoistych

Wzory Rankine'a :

Wzór na jednostkowe parcie czynne gruntu:

e_a = γztg² (45° -
) - 2ctg (45° -
)

Przyjmując K_a = tg²(45° -
)

e_a = γz K_a - 2c
₌ σ_zρK_a- 2c

Wzór na jednostkowy odpór gruntu:

e_p = γztg² (45° +
) + 2ctg (45° +
)

Przyjmując K_p = tg²(45° +
)

e_p = γz K_p + 2c
₌ σ_zρK_p + 2c

W przypadku parcia czynnego gruntu spoistego wartość parcia dla z=H_c jest równy zero, a więc :

e_a = γ H_c K_a - 2c
= 0

H_c =

Wzór na parcie czynne gruntu spoistego na mur oporowy:

E_a =
K_a- 2cH
₊

Wzór na odpór gruntu spoistego na mur oporowy:

E_p =
K_p+ 2cH

Wyznaczanie parcia spoczynkowego gruntu

Wzór na jednostkowe parcie spoczynkowe gruntu:

e₀ = γzK_a = σ_zρK₀

Zadanie 1

Obliczyć parcie czynne i bierne na ścianę oporową o wysokości H=4m. Parametry gruntu :Ф = 24°, c = 10 kPa, γ = 18,0 kN/m³.

1. Parcie czynne

K_a = tg(45° -
)

e_a = γz K_a - 2c

H_c =

E_a =
K_a- 2cH
₊

2. Parcie bierne (odpór)

K_p = tg(45° +
)

e_p = γz K_p + 2c

E_p =
K_p+ 2cH

---