М.13.21. Нужны ли эксперименты для правильной постановки задачи с использованием основных уравнений теории предельного равновесия сыпучей среды?

Да, нужны не только для проверки получаемых величин напряжений, как обычно, но и для постановки, связанной с неоднозначностью (двойственностью) решений теории предельного равновесия сыпучей среды.

М.13.22. Какие инженерные задачи рассматриваются в теории предельного равновесия сыпучей среды?

В теории предельного равновесия обычно рассматриваются следующие задачи (рис.М.13.22) с целью определения:

1) несущей способности основания (зависимости нагрузки от пригрузки или наоборот);

2) давления грунта на подпорную стенку - активного и пассивного;

3) устойчивости откоса заданного очертания (необходимой пригрузки сверху, обеспечивающей предельное состояние);

4) формы предельно устойчивого откоса;

5) формы свода обрушения связного грунта при подземной проходке;

6) предельного давления в грунтовой трубе.

Рис.М.13.22. Задачи, решаемые по теории предельного равновесия сыпучей среды

М.13.23. Какова предельная высота вертикального откоса? Как ее найти?

По теории предельного равновесия неподкрепленный вертикальный откос может иметь высоту h не более

где g - удельный вес грунта.

Эта высота находится из условия, что в самой нижней точке такого откоса горизонтальное напряжение s _x = 0, а вертикальное s _z =g _h. Для решения задачи используется условие предельного равновесия (рис.М.13.23).

Рис.М.13.23. Эпюры давления грунта на гладкую вертикальную подпорную стену s x и вертикального давления s z

М.13.24. Каков предельный угол наклона сыпучего откоса?

Предельный угол наклона сыпучего откоса равен углу внутреннего трения j.

М.13.25. Какую форму имеет предельно устойчивый откос без пригрузки? Какие условия ставятся на его контуре?

На контуре откоса рис.М.13.25 касательное напряжение t _n и нормальное напряжение s _n должны быть равны нулю.

М.13.26. Что означает термин "отрицательная пригрузка" в задаче о несущей способности основания?

"Отрицательная пригрузка" означает, что для обеспечения предельного состояния во всех точках массива грунта необходимо приложить на границе не сжимающие, а растягивающие напряжения, то есть "тянуть вверх", что не реально. Поэтому не во всей области основания практически возможно обеспечить предельное состояние.

М.14.1. С какой целью применяются подпорные стены?

Подпорные стены применяются для удержания грунтовых массивов от сползания в том случае, когда устройство искусственного откоса невозможно, а естественный склон необходимо удерживать от сползания.