Bagaimana cara menentukan tekanan lateral tanah dalam cofferdam berdinding ganda?

Desain dinding penahan biasanya melibatkan penentuan tekanan tanah lateral menggunakan teori Rankine atau teori Coulomb. Kedua teori ini melibatkan mobilisasi ketahanan geser sebatang tanah berbentuk segitiga yang memanjang cukup jauh dari dasar dinding.

Dalam kasus cofferdam berdinding ganda, seperti yang ada pada gambar di bawah ini, jarak pendek antara kedua dinding akan mencegah baji kegagalan seperti itu memanjang sampai ke bawah. Dalam hal ini, bagaimana cara menentukan tekanan bumi dari bahan pengisi pasir di antara kedua dinding?

Dari apa yang saya baca, Anda melihat tekanan pasir di antara lembaran menumpuk diberikan pada mereka. Dalam hal ini, saya melihat dua kemungkinan: (1) analisis log-spiral atau (2) analisis elastis Boussinesq .

Analisis Spiral Log

Analisis log spiral mengasumsikan bahwa tekanan tanah dimobilisasi oleh massa tanah yang mengikuti bentuk kurva log spiral. Ini biasanya digunakan untuk penggalian parit yang diperkuat, dan lekukan massa harus memotong permukaan pada tegak lurus. Analisis ini bersifat non-determinasi, sehingga metode grafis coba-coba (skala) yang direkomendasikan, tetapi kami telah mengerjakan algoritma berbasis komputer yang melakukan proses uji coba dan kesalahan ini secara komputasi.

Namun dalam kasus ini, dalam analisis coba-coba, Anda dapat mempertimbangkan bahwa kurva harus dipaksa untuk terjadi dalam batas geometris jarak antara dinding bertumpuk. Sehingga bisa mewakili kondisi yang realistis.

Log spiral disarankan untuk diterapkan pada semua masalah retensi tanah pasif. Saya pikir asumsi ini akan berlaku untuk situasi Anda, tetapi ini adalah sesuatu yang harus diverifikasi.

Teori Elastisitas Boussinesq

Teori Boussinesq dapat digunakan untuk melihat masalah tekanan lateral (dan vertikal) di mana deformasi tidak terjadi. Dalam kasus Anda, deformasi kemungkinan akan terjadi, tetapi dengan asumsi bahwa deformasi tidak dapat menghasilkan tekanan / tekanan yang lebih tinggi dari yang diharapkan (tidak ada relaksasi menurut teori) sehingga akan menjadi hasil yang konservatif.

Juga ada asumsi setengah ruang elastis dalam teori Boussinesq. Karena sistem Anda dibatasi oleh tekanan hidrostatik, itu dapat dianggap berperilaku sebagai setengah ruang elastis. Tetapi dibutuhkan lebih banyak informasi.

Pertimbangan Lainnya

Sumber informasi yang sangat bagus, komprehensif, tetapi ketinggalan jaman adalah Steel Sheet Piling Design Manual (1984) . Namun, cofferdams seluler dan analisis tekanan disertakan, dan salinannya dapat dilihat di scribd.com di sini .

Dalam foto yang disediakan tidak ada keraguan akan ada lalu lintas konstruksi bepergian di sepanjang wilayah antara tumpukan. Saya telah menggunakan Boussinesq (dimodifikasi) khusus untuk keperluan ini pada proyek sebelumnya, untuk memastikan bahwa struktur dapat menahan pemuatan ini. Ini adalah masalah lain yang sangat penting untuk dipelajari - akan membutuhkan analisis peralatan khusus, pola lintasan dan pemuatan - pada dasarnya data produsen peralatan. Analisis Anda juga harus dikoordinasikan secara erat dengan program konstruksi, untuk memasukkan angka-angka dan kemungkinan konfigurasi peralatan yang akan digunakan. Bukan tugas yang mudah.

Skema Analisis yang Disarankan

Pada gambar di bawah ini, pendekatan yang disarankan ditampilkan. Tentu saja semua kondisi tidak diketahui, misalnya lokasi dasar laut / sungai, kondisi hidrostatik antara lembaran elemen penumpukan, dll.

Beban konstruksi di bagian atas bagian dapat dimodelkan menggunakan pola jejak / jejak kaki dan beban terkait. Teori Boussinesq digunakan untuk menghitung tegangan lateral pada struktur penahan seperti yang diilustrasikan oleh amplop tekanan kuning dan hijau, dan ini dapat ditumpangkan untuk mengakomodasi konfigurasi pemuatan permukaan yang diinginkan.

Analisis log spiral, bagaimanapun, adalah proses berulang, di mana asal kurva, di titik O harus terganggu sehingga kurva selalu memotong titik A di sudut kanan dan juga memotong titik C di dasar penggalian. Ini hasil serangkaian amplop tanah dalam ABC yang mencapai nilai maksimum seperti yang digambarkan oleh kurva dan poin di atas titik A .

Perhatikan bahwa ini menganggap permukaan kegagalan melengkung. Asumsi kondisi pasif sulit untuk dinilai, tetapi dekat dengan sudut cofferdam efek kotak harus memberikan kekakuan yang cukup. Ke arah tengah sisi kotak asumsi ini perlu pemeriksaan lebih lanjut.

Cara tradisional untuk melakukan analisis log spiral adalah secara grafis. Itu adalah untuk membangun template log spiral ke skala sesuai dengan gambar skala dan bergeser sekitar gambar di bawah kendala poin A dan C . Area ABC dihitung untuk setiap percobaan sampai maksimum yang jelas tercapai. Namun kami telah mengembangkan algoritma yang akan melakukan ini secara komputasi, sehingga tidak diperlukan analisis grafis.

Tergantung pada geometri, Anda mungkin tidak menemui maksimal, bukan Anda mungkin dibatasi oleh titik D . Dalam hal ini amplop yang ditetapkan oleh DBC akan menjadi nilai bunga.

Salah satu aspek yang paling sulit dari analisis tersebut adalah menetapkan kondisi dasar kasus terburuk . Pertimbangan yang hati-hati akan diperlukan untuk menentukan peristiwa mana yang bisa terjadi bersamaan, dalam hal konfigurasi peralatan, fluktuasi ketinggian air dan masalah lainnya, seperti potensi risiko penghilangan air. Pendekatan berbasis risiko dapat disarankan, yang menjamin lebih dari faktor tradisional metode keselamatan.