Zgodność naprężeń sprężystych

Zgodność naprężeń sprężystych w ośrodku otaczającym budowlę z obciążeniami tej budowli zachodzi tylko w wypadku, kiedy wykonując budowę nie zniszczymy stanu sprężystego naprężeń, tzn. nie spowodujemy zmiany stanu równowagi sprężystej w pół- przestrzeni na stan równowagi plastycznej. Jeśli naprężenia istniejące w środowisku sprężystym oznaczymy następująco: naprężenie pionowe av i naprężenie poziome oh, to obciążenie budowli (program uprawnienia budowlane na komputer).

Siły skupione działające na powierzchnię pólprzestrzeni (powierzchnię gruntu) zastępujemy dla budowli zagłębionych w całości pod powierzchnią gruntu warstwą gruntu o takiej grubości, przy której ciężar gruntu jest równy wielkości sumy sił skupionych, działających w obszarze, gdzie mogą one wyraźnie oddziaływać na budowlę (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Jeśli siły skupione działające na powierzchni terenu będą miały znaczne wielkości, a budowle podziemne będą niewiele zagłębione pod powierzchnią terenu, to należy osobno wyznaczyć naprężenie istniejące w gruncie z pomocą którejś z teorii dotyczącej naprężeń w półprzestrzeni sprężystej od sił skupionych działających poza tą przestrzenią, np. z teorii Boussinesqa (uprawnienia budowlane).

Obciążeniami budowli będą w tym przypadku sumy naprężeń sprężystych od ciężaru środowiska i od sił zewnętrznych. Dla orientacyjnego wyznaczenia wielkości obciążenia pionowego stropu budowli można korzystać z danych doświadczalnych z obserwacji i pomiarów, zebranych przez Terzaghiego. Obciążenie poziome budowli, w jego rzeczywiście działającej wielkości, nie jest łatwe do wyznaczenia (program egzamin ustny).

Kierunek poziomy parcia gruntu jest zasadniczym obciążeniem dla takich budowli jak ściany oporowe, a jednym z ważnych obciążeń dla budowli typu przyczółków mostowych. Ponieważ zagadnieniem poziomego parcia gruntu na wymienione wyżej budowle zajmowało się wielu badaczy w okresie prawie 200 lat, należy sięgnąć do wyników ich badań przy rozpatrywaniu zagadnienia parcia poziomego gruntu również i na budowle podziemne typu tuneli.

Ciśnienie pionowe

Ponadto ciśnienie pionowe będzie występować w pewnych wypadkach nie w pełnej swej wielkości, lecz ulegnie redukcji, związanej ze znacznym zagłębieniem budowli (opinie o programie). Korzystając wówczas ze współczynnika K przy wyznaczaniu ciśnienia bocznego, otrzymujemy je również w zredukowanej wielkości. Byłoby błędem bowiem wyznaczyć ciśnienie pionowe w zredukowanej wielkości, a ciśnienie boczne przyjąć w pełnej wysokości. Drugim powodem, dla którego przy obliczeniach budowli podziemnych należy korzystać ze współczynnika K, jest okoliczność, że wielkość ta wpływa w sposób decydujący na wybór kształtu budowli podziemnej, co będzie dalej omawiane obszerniej.

Dla wyjaśnienia, w jaki sposób można wyznaczyć wielkość współczynnika K i jakie są granice zmienności tej wielkości, rozpatrzmy stan naprężeń istniejących w pewnym dowolnie obranym punkcie gruntowej półprzestrzeni sprężystej. W punkcie tym istnieją naprężenia normalne i ścinające (segregator aktów prawnych). Istnieją też w tym środowisku, zgodnie z założeniami teorii sprężystości, takie trzy wzajemne prostopadłe kierunki naprężeń głównych, gdzie nie ma naprężeń ścinających.

Przeprowadzimy rozważania dotyczące wzajemnego stosunku naprężeń, zgodnie z ustaleniem podanym przez Rankine’a. Przy projektowaniu budowli podziemnych o dużym zagłębieniu pod powierzchnią gruntu należy się liczyć ze znanym z obserwacji zjawiskiem, że obciążenie pionowe budowli od pewnej głębokości przestaje wzrastać proporcjonalnie do zagłębienia i że daje się zauważyć redukcja tego obciążenia. Podobne zjawisko jest również znane i przy projektowaniu silosów zbożowych.

Przyjęcie redukcji obciążenia pionowego zezwoli na osiągnięcie oszczędności w wymiarach konstrukcji, głównie dla konstrukcji tak zwanej obudowy czasowej (promocja 3 w 1). Zauważono bowiem w wielu przypadkach, że mniejsza wielkość pionowego parcia gruntu występuje wyraźnie w stosunkowo krótkim czasie, wystarczającym jednak dla okresu trwania obudowy czasowej.