katedra geotechniky a podzemního stavitelstvíhodnota bo působí při ybujícího s ázet k pok...

Katedra geotechnikya podzemního stavitelstvíZakládání staveb — Zemní tlaky na opěrné konstrukce

doc. Dr. Ing. Hynek Lahuta

Inovace studijního oboru Geotechnika CZ.1.07/2.2.00/28.0009.Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Přednášky

Zatížen

(1) Zemkapitole

(2) Veli

p

n

e

(3) Počs využitumožňuzeminy

(4) Numprvků n

(5) Expmodelecnebo vý

Druhy tlak v

aktiv

pasiv

a) tlak ze

Princip

ky pro studenty byly

ní – zemní

mní tlak se pe.

ikost a rozd

početně neb

numerickým

experiment

četně nebo tím klasickují stanovit a předpoklá

merickým mnebo hraničn

perimentálněch z ekviva

ýsledků přím

v klidu Sr

vní zemní tla

vní odpor S

eminy v klidu

určování: te

y vytvořeny v rámci

í tlaky (vše

počítá podle

dělení zemní

bo graficky

m modelová

álně.

graficky nkých postup

mezní hodádaného způ

modelovánímních prvků p

ě se stanovíalentních mamých měřen

ak Sa

S p

u, b) aktivní z

eorie mezní kluzných p

projektu: „Inovace

Inovace stureg. č.

ZEM

eobecně)

e ČSN EN 1

ího tlaku na

na základě

áním,

a základě vpů (Coulomdnoty zemníůsobu a vel

m se stanovpopř. metod

í zemní tlakateriálů kon

ní na konstru

Obr. 1. zemní tlak, c

od d

í rovnováhyploch

studijního oboru ge

- 1 -

udijního oboru GCZ.1.07/2.2.00/2

MNÍ TLA

1997-1 a jej

a stavební k

vyšetření m

vyšetření mmb, Rankineích tlaků nlikosti přetv

ví zemní tlakdy „závislýc

ky s využitínstruovanýcukcích „in s

Druhy zemnc) pasivní zemdeformace s

y, rovinná ú

eotechnika“ financo

Geotechnika 28.0009

AKY

jí přílohy C

onstrukce s

mezní rovno

mezní rovnoe, Caquot-Ka základě z

voření staveb

ky zejména ch tlaků“.

ím buď výsch na záklasitu“.

ích tlaků mní odpor, dtěny

loha, předp

ovaného z prostředk

C, nebo podl

e stanoví:

ováhy,

ováhy se stKérisel a jiznalosti smybní konstruk

s využitím

sledků laboradě teorie fy

) závislost ve

oklad rovin

ků EU a státního roz

dle ustanove

tanoví zeminé). Tyto ykových pa

ukce.

metody ko

ratorních myzikální po

elikosti zemn

nných

zpočtu ČR.

ení v této

mní tlaky postupy

arametrů

onečných

měření na dobnosti

ního tlaku

Přednášky

x

Zemní

(1)Velikjejím ul(2) Zemv závisl

pvkuk

ppa


z K

a) orientac

tlak v klid

kost zemníhložení v zemmní tlak můlosti na velik

při velmi v pružném kterého ležíuložení, alekterém jsou

při větším plastické (aktivního tl


Obr. 2. Rana) Mohro

Obce úhlů, b) pů

du, aktivní

ho tlaku na kmině. ůže nabývatkosti přetvo

malých (pstavu a zeí počáteční e také napřu konsolidov

ústupu kon(nevratné) laku až nako


Inovace stureg. č.

nkinův stav movo zobrazen

r. 3. Označeůsobení zem

í zemní tla

konstrukci z

t jakýchkoloření a přem

prakticky zmní tlak v(výchozí) t. boční tlakvány vzorky

nstrukce přsložky přeonec mezní


- 2 -


mezní rovnovní, b) aktivní

ení při výpočtního tlaku, c

ak a pasív

závisí na vl

i hodnot mmístění kons

zanedbatelnýv klidu nabýtlak v klidu k odpovídajy v trojosém

řed tlakem etvoření a

(nejmenší)


Geotechnika 28.0009

váhy v soudrtlak, c) pasiv

tu zemních tlc) působení z

ní zemní t

astnostech z

mezi aktivnímstrukce nebo

ých) přemývá hodnot

(překonsoljící hydrost

m smykovém

zeminy nazemní tlak

hodnoty ak


ržné zemině vní odpor

laků zemního tlaku

tlak

zeminy, na

m a pasívno její části (

ístěních je z intervalu

idované) zetatickému sm přístroji.

abývají posk nabývá ktivního zem


u při 0

druhu kons

ním zemním(obr. 4).

e zemina pu (σ0;a; σ0;p

eminy v přirstavu napjat

stupně na vhodnot zv

mního tlaku

zpočtu ČR.

strukce a

m tlakem

převážně ), uvnitř rozeném tosti, při

významu výšeného u σ0;a.

Přednášky

p(n

(3) Při s

(4) Zemvyšetřenzeminy stanove

(5) Je-lihydrosta

Obr. 4

(6) Je-liovlivněnvody v vody se

(7) Při hodnotozeminy

w

kde je konstruk

(8) Zemtotálníchγsat. V to


při větším (nevratné) snakonec me

stanovení ze

mní tlak zemní na záklapod vodou

ní zemního

i zamezenoatický tlak v

4. Průběh ho

i umožněnoné proudovklidu zmen

e stanoví z p

výpočtu zemou γ = γsu +γsu se může

ud

ww dd

h

2,

hw rozdíl hkce v sestup

mní tlak nash parametrůomto případ


zatlačení ksložky přetvezní (největ

emního tlak

min nesoudradě mezní ru γsu, ovlivntlaku se vy

o proudění vvody.

odnot zemníh

o proudění vým tlakem nšenému o proudové sít

mního tlaku Δγ a v obla

e určit pro p

hladin předpném (vzest

sycené soudů smykové dě se samos


Inovace stureg. č.

onstrukce dvoření a zemtší) hodnoty

ku na konstr

ržných neborovnováhy něné případ

ychází z efek

vody pod k

ho tlaku v zápolygoná

vody pod khydrostaticztráty tlaku

tě nebo se p

u v oblasti sasti vzestup

přibližné řeš

d a za konstupném) pro

držné plastipevnosti zetatný tlak v


- 3 -


do zeminy mní tlak naby pasívního

rukci je třeb

o soudržnýcvypočte jakdně proudoktivních par

konstrukcí,

ávislosti na pální schéma

konstrukcí, cký tlak vo

ku při proudpřibližně uva

sestupného ppného proudšení ve stejn

strukcí, dd

oudění.

ické nekonseminy a s p

vody na kon


Geotechnika 28.0009

nabývají pobývá hodnozemního tla

ba posoudit j

ch propustnko součet t

ovým tlakemrametrů smy

působí na k

řemístění ko (vpravo)

působí na kdy, který sedění. Rozděažuje podle

proudění sedění γ = γsu

norodé zemi

(du) délka

solidované použitím obnstrukci neuv


ostupně na ot sníženéhoaku σ0;p.

jeho možno

ných, nasycetlaků zeminm, a tlaku ykové pevn

konstrukci v

onstrukce a je

konstrukci e rovná hydělení hydro obrázku 13

e zavede obj– Δγ. Změnině ze vzorc

průsakové

zeminy se bjemové tíhvažuje.


významu po pasívního

ou změnu s

ených vodony o objemvody v pór

nosti zeminy

vedle tlaku

eho zjednod

vedle tlakudrostatickém

ostatického 3.

jemová tíhana Δγ objemce:

dráhy vod

vypočte s phy nasycené

zpočtu ČR.

plastické tlaku až

časem.

ou, se při mové tíze

rech. Při y.

u zeminy

ušené

u zeminy mu tlaku přetlaku

a zeminy mové tíhy

dy podél

použitím é zeminy

Přednášky

AKTIVAktivní zeminy zeminy s dilatanhodnot Po zastareologicsoučinit

a) v nes

součinit

pokud

tření:

Při stan

k

požk

nvsm


VNÍ ZEMNÍ zemní tlakustupuje. Ana smykov

ntním chovk reziduáln

avení pohybckých proceteli spolehli

soudržných

tel aktivního

0 a

2

3 - b

1

2

1

30

ovení velik

kvalita úpra

principy modklonem ože smykovákonstrukce

nezbytnost v případě ksil a s relatmůže být m

Obr. 5a) rovnoměr


Í TLAK k je nejnižší Aktivní tlakvé ploše pohváním dochním a v důbu „aktivníhesů v zeminivosti dle ČS

zeminách

o zemního t

a tření = 0 p

bez suspenz

1

3 - se sus

0 - štětovni

osti třecího

avy rubu ko

mechaniky zod smykovéá plocha svstabilní skl

splnění sokotvených ptivně malou

mezní hodno

. Vliv přitíženrné zatížení p


Inovace stureg. č.

hodnota bok působí přihybujícího sházet k poksledku tohoho“ klínu z

ně. Použití aSN EN 199

tlaku: K

pak:

ze

spenzí

ice a asfalto

úhlu δ mus

onstrukce – t

zemin – veé plochy (h

vírá s rubemon φ od vod

oučtové popažicích konu velikostí

ota tření na „

ní povrchu napovrchu, b) p


- 4 -


očního tlakui dosažení vse zemního klesu paramo k zvyšovzeminy můžaktivního tl

97-1 se proto

K fa

Ka

ové povrchy

sí být vzaty

tgδ nesmí p

elikost úhluhlavní rovinm konstrukcdorovné,

odmínky ronstrukcí, za

horizontáln„aktivním“

a velikost hopřímkové zat


Geotechnika 28.0009

u zeminy navrcholovýchtělesa. S růmetrů smyvání velikože s časem aku bez jeho nedoporuč

, , ,

tg

2 45

y

v úvahu:

překročit sou

u tření na ny). Předpokce úhel 90°-

ovnováhy vatížených jižní i vertikárubu konstr

orizontální slotížení, c) rovn


a konstrukcih parametrůůstem deformkové pevnsti (aktivnínarůstat bo

ho redukce pčuje.

2

učinitel třen

obecné rovklad δ = φ - φ, tj. v pří

ve svislém ž svislými sální složky rukce výraz

ožky aktivníhnoměrné pás


i, která předů smykové mace může

nosti z vrchího) bočníhoční tlak v dpříslušným

ní rubu kons

vině je dánby např. znípadě svislé

směru – složkami kopasivního

zně omezena

ho tlaku sové zatížen

zpočtu ČR.

d tlakem pevnosti u zemin

holových ho tlaku. důsledku i dílčími

strukce,

na jejím namenal, ého rubu

zejména otevních odporu,

a.

ní

Přednášky

vliv vozpřímkovrovnom b) v soupřípady částe

nasyc

po sk

překo

Přibližn

vodorov

udržova

Vliv rov PASIVPasívní proti zezeminy v zeminz vrcholbočníhov důsledpasívníhpříslušn


zidel - obr.5vé zatížení -

měrné pásové

udržných zemy zemin půsoečně sycená

cená - u c,

končení kon

onsolidovan

né řešení: ro

vné napětí

ací výška (v

vnoměrného

VNÍ ZEMNzemní tlak

emině. Pasína smyko

nách s dilalových hod

o tlaku. Po zdku reologiho tlaku jsnými dílčím


5. a) - obr.5. b) -é zatížení -

minách obících na k

á - ef efc, , r

uc , zakřiven

nsolidace - ná - r rc, ,

ovinná ploch

Oa) znázor

a

ve které nepů

o zatížení ob

NÍ ODPOk je nejvyššívní tlak půové ploše tantním ch

dnot k rezidzastavení pockých proc

sou při tomi součiniteli


Inovace stureg. č.

min 0,6 m obr.5. c)

konstrukci:rovinná kluz

ná plocha

u uc, ,

ha se sklone

Obr. 6. Aktivrnění udržov

ůsobí napět

br. 6. b) Sa

R í hodnota bůsobí při dpohybujícíh

hováním dduálním a ohybu „pasíesů v zemin

m relativně i spolehlivo


- 5 -


od rubu

zná plocha

em 452

ní tlak v soudvací výšky, b

tí) hc

ca 2

Sa a1 2,

bočního tlakdosažení vrho se zemdocházet kv důsledkuívního“ klínně. Přemíst velká. Po

osti dle ČSN


Geotechnika 28.0009

držné zemin) vliv přitížen

K p

ku zeminy nrcholových

mního tělesak poklesu pu toho k snnu zeminy mění konstru

oužití pasívN EN 1997-


ě

ní povrchu

na konstrukparametrů

a. S růstemparametrů nižování vemůže s čase

ukce nutná kvního tlaku 1 se proto n


kci, která jesmykové

m deformacsmykové elikosti (paem klesat bok mobilizac

bez jeho nedoporučuj

zpočtu ČR.

e tlačena pevnosti

ce může pevnosti

asívního) oční tlak

ci plného redukce

je.

Přednášky

Při stanŘeší se

Předpokzeminouvýpočty

a) v nes

součinit

pokud

tření

Obr. 7. S

rovnom

b) v souRankin


novení pasívpodle ČSN

klad rovinnýu a rubem ky.

soudržných

tel pasivníh

0 a

- stejné jak

Stanovení pa

měrné zatížen

udržných zem p


vního zemníEN 1997-1

ých smykovkonstrukce l

zeminách

o odporu:

a tření = 0 p

ko u aktivníh

asivního odpo

ní: a) horizo

b) pasiv

minách

Oba) neza


Inovace stureg. č.

ího tlaku se1, příloha C

vých ploch lze zanedba

K fp

pak:

ho tlaku, ale

oru zeminy z

ontální složk

vní odpor sa

br. 8. Pasivnítížený povrc


- 6 -


e převážně v.

lze použít at, tj. při hla

f , ,

Kp

e záporné zn

za předpoklazatížení

ka S p1

amotné zem

í odpory v soch území, b) v


Geotechnika 28.0009

vychází ze z

u nesoudržadkých rubo

K

,

tg

2 45

naménko

adu rovinných

miny S p2

oudržné zemvliv přitížení


zakřivených

žných zeminových ploch

Ka

1

2

h kluzných p

mině

povrchu


h smykovýc

n, pokud třehách a pro p

ploch a rovno

zpočtu ČR.

ch ploch.

ení mezi přibližné

oměrného

Přednášky

na povr

náhradn

výsledn

Vliv rov

vypočte

VLIV a) buď s , ,c

b) střídá

Dvě situ

T

O

y pro studenty byly

chu působí

ní výška (úč

ný horizontá

vnoměrného

eme hcp

VRSTEVsoudržné ne

, ∑

ání soudržn

Ob

uace: obr.1

Tlak - hca ;

Odpor - hc


odpor 2c

činek myšlen

ální odpor S

o zatížení ob

VNATOSTebo nesoudr

∑

∑

Obr. 9. Zje

ných a nesou

br. 10. Přibliž

0. a) b) sou

h hca ;1 n

h hcp cp; ;1


Inovace stureg. č.

K p

né vrstvy) h

S p = součet

br.8. b) S p

TI PROSTržné zeminy

∑

∑

ednodušení v

udržný zemi

žné řešení ze

udržná v nad

náhrada 1h; náhrada


- 7 -


hc

Kcp 2

ploch obraz

S Sp p 1

TŘEDÍ y

∑

∑

vrstevnatého

in

emních tlaků

dloží nesoud

1h za hn

1 1h za hn


Geotechnika 28.0009

Ka

zců

2 , zatížení n

o prostředí n

ů ve vrstevna

držné


nahradíme v

a izotropní

atých zeminá


vrstvou hn

ách

zpočtu ČR.

a

Přednášky

Tlak pů ZEMNZemní vodorov

kde OCk součakonsolid

o

p

VzapočetOCR. Vprováděměřicíchkonstrukčerstvéhv numertlaků“). meznícha pružno

(3) Mez(nejnižšhodnot z

(4) Zatíuplatňujsoučinittento pr

(5) Za snavrhovřešené k

Jdzpdn

Vzm

y pro studenty byly

obr

ůsobí od pov

NÍ TLAK Vtlak v klid

vného terén

Kz 00

CR je poměrsnému svisdované zem

obecně pro

pro nesoudr

Vzorec s potím stavební

Všechna přípěna v zeminh sond. Tatokcí (ražení ho betonu a rických metV analytick

h hodnot tlao-plastické

zní hodnotyší hodnota) zemních tla

ímco meznjí se předeteli spolehliroblém jedn

správné a bevatel konstrukonstrukce:

Je-li posoudeformacemzemní tlakypravděpododojde pouznecitlivým

V případě zeminy (kanmezní stav


.10. c) d) ne

vrchu a udrž

V KLIDUdu σ0 půsou se vypočt

OCR ,

r překonsolislému napě

miny K0 se v

všechny dr

ržné zeminy

oužitím OCRích prací. Tupadná měřenně víceméněo počátečníštětovnic, hpodobně).

todách řešenkých metodaku v klidu, deformace

y zemního ta „pasívní

aků – aktivn

í hodnoty aevším v meivosti dle po

noznačně řeš

ezpečné stanukce, který

uzení mezními zadržovay v klidu z cobným průmze k většímkonstrukcím

konstrukcí nalizace, vov použitel


Inovace stureg. č.

esoudržná v

žovací výšk

U obící na ste ze vzorce

idačního naětí v hloubcvypočte ze v

ruhy zemin:

y: s10K

R vyjadřujeuto hodnotuní, ať již naě narušené o napjatost v

hloubení výkZnalost tohní (metody

dách, kterýmkdy zeminazačínají být

tlaku v kliduzemní tlak

ního a pasívn

aktivního aezním stavuožadavků Čšitelný.

novení charmusí zváži

ího stavu pané zeminycharakteristměrným a m deformacm příliš neu

citlivých nodovod, plynosti rozh


- 8 -


v nadloží so

ku hca odeč

svislý rub e:

apětí, kterýmce z a sou

vzorce:

10K

sin (Jáky

e velikost pou je však oba laboratorníodběrem vzov klidu budekopů, vrtání

hoto počátečkonečných

mi se tato noa opouští obt prakticky

du budou dák v klidu“ (vního.

a pasívního u únosnost

ČSN EN 199

rakteristik zit význam p

použitelnosty nejsou natických hodv případě z

cím, než buškodí.

na rozdíly ynovod, bočhodující, je


Geotechnika 28.0009

udržné

čítáme

konstrukce

m byla zemičinitel zem

,

y).

očátečního (btížné stanovích vzorcíchorků, vrtáníe navíc naruí pilot, pažečního tlaku vnebo hranič

orma zabýváblast převažvýznamné.

ále nazývánnejvyšší ho

zemního tti, proto m97-1, v příp

zemin pro výposouzení m

i méně výza sedání př

dnot. Tím sezhoršených

byly vypočt

sedání v dční podchyce třeba z


e v hloubce

ina konsolidmního tlaku

(výchozího)vit, zejménah nebo „in sím nebo zatlušena při výení jílovýmiv klidu má včních prvkůá, jde předežujícího elas

ny „aktivní zodnota) jako

laku jsou hmusí být za

adě zemníc

ýpočty tlakůmezního stav

znamné, koříliš citlivé,e vypočtené

vlastností tené, což v

dosahu defocování budoajistit spo


e z pod po

dována v mu v klidu n

) tlaku v klia kvůli součsitu“, jsou tlačováním ýstavbě opěti suspenzemvýznam přeů a „závislýevším o stanstického pře

zemní tlak o analogie

hodnoty extabezpečeny ch tlaků v kl

ů v klidu zovu použiteln

onstrukce ov, je možno

é deformaceskutečných

však na de

formací zadov...), kdy molehlivost d

zpočtu ČR.

ovrchem

minulosti, normálně

idu před činiteli

tných mi, tlak edevším ch

novení etváření

v klidu“ mezních

trémní a dílčími

lidu není

odpovídá nosti pro

vlivněné o počítat e přiblíží h zemin

eformace

držované může být dosažení

Přednášky

pp(

Tato proparamet(obezřetkvantilurozdělenV geotecca 0,5 výsledk

odvozen

výsledn

a) přitíže

pásové

rovnom TLAKvelikost vlast výšk tuhos stave


požadovanýparametrů (charakteris

oblematika trů zemin dtný odhad)u horších vní pravděpo

echnické prasměrodatn

ků než chara

ní - Hookův

1 xx E

nice tlaku ze

ení pásovým

obr.10. a):

měrné obr.10

K ZEMINYt a rozdělentnosti zeminka konstrukcst konstrukcební postupy


ých meznískutečnýc

stickým), a

nabývá na dle ČSN EN. Pouze přvýsledků nodobnosti zaxi se však pé odchylky

akteristické

v zákon: x

yz

eminy (půso

m zatížením, b

r

af

0. b): konsta

Y NA PAŽní ovlivňuje:n ce resp. hlouce y a rychlost


Inovace stureg. č.

ch deformch zeminto nejen par

významu zN 1997-1, kři statistickénež charaktznamenalo rprosazuje c

y od mediáncca 31 % (i

x x rK; ;

0y

obí v dolní t

Obr. 11b) nepoddajn

2 2sin

antní přírůst

ŽENÍ :

ubka jámy

t


- 9 -


mací konstrn na strametrů smy

zejména v skteré nejsouém zpracovteristické hrozdíl cca

chápání charnu (i menšíi více). To j

x or K

třetině výšk

. Tlak zeminné rozepření

22 1sin

tek f Kr a


Geotechnika 28.0009

rukce i v ptaveništi pykové pevn

ouvislosti su pro běžnévání podklahodnoty. To1,645 směrrakteristickéím), tj. prave proti 5 %

rK

ky): Sr 1

2

ny v klidu í v úrovni dna

a aktivní tlak


případě (loproti hod

nosti, ale i d

s charakterisé případy eadů se píšeo by v Garodatné odcé hodnoty dvděpodobnoznačné zho

h Kr 2

a, c) poddajn

k lineárně st


okálního) dnotám tydeformačníc

stickými hoexaktně defe o pětiproaussově nochylky od mdefinované rost výskytuoršení spole

né vetknutí p

toupá

zpočtu ČR.

zhoršení ypickým

ch.

odnotami finovány ocentním rmálním

mediánu. rozdílem

u horších ehlivosti.

pod dnem

Přednášky

Účinky

a) jedno

obr.11. největšívýsledn

tření

u kyprý obr.11.

největší

výsledn

pokud I ÚČINE změn hydro proud


rozepření k

oduše rozepřne

c) Nesoudrží složka ná síla S

1

3 přidá

ých ( I D 0

d) Soudržn

í složka

ná síla S

Ic 0 75, p

EK VODY

na vlastnostostatický tladový tlak (o


konstrukce o

řená konstrukesoudržné z

žné a h 0 6,

Sa plocha

áme AEE´

0 33, ) přidám

é

a h

Sa plocha

přidáme BCC

Y NA ZAT

tí (při změnak na stěny odlišení smě


Inovace stureg. č.

obr.12. a), b

Obr. 12. Tkce, b) víceneminy, d) za

ah K ABCDE

me CC´D

c tg

2 45

ABCD

C´

TÍŽENÍ

ách hladiny

ěru prouděn


- 10 -


b)

Tlak zeminy násobně rozeatěžovací obr

2

y)

ní)


Geotechnika 28.0009

na pažení epřená konstrazec pro sou


trukce, c) zatudržné zemi


těžovací obrny

zpočtu ČR.

razec pro

Přednášky

změn

obr.12.

obr.12.

Podmín


na objemov

a) stěna

a): lichoběž

b): proudí v

prou

nka stability


é hmotnosti

Obr.a vázaná do

žník S

S

w

w

1

2

voda S

S

w

w

1

2

udový tlak:

: w

sukriti


Inovace stureg. č.

i

. 13. Účinek nepropustné

d

d h

w w

w w

21

2

d

d

w w

w w

21

21

2

rubová stran

su a su,

lícová stran su a su,

1 , pro be


- 11 -


podzemní voého podloží,

h

ana - sestupn

u wi

na - vzestupu wi

zpečnost i


Geotechnika 28.0009

ody na konstb) obtékání

ně (na stran

id

pně (na stran

h 01


trukci dolního konc

ě aktivního d

d hw

w 2

ně pasivníh

wd5,0


ce stěny

tlaku)

ho odporu):

zpočtu ČR.

katedra geotechniky a podzemního stavitelstvíhodnota bo působí při ybujícího s ázet k pok...

Documents