Силы, действующие при разрушении сваи
Эта статья состоит из трех частей.
Первая часть описывает метод анализа сил, действующих при разрушении сваи.
Сила состоит из двух компонентов — медленно меняющиеся ударные силы, которые намного больше и очень короткие по продолжительности (порядка 1/100 секунды).
Вторая часть связана с характеристиками разрушителя, с акцентом на измеренных данных.
Третья часть состоит из презентации некоторых имеющихся данных. Информация о всех этих трех частях, необходимых для надлежащей конструкции сваи и поддержания ее структуры в зоне строительства. Данная статья берет за пример строительство в пляжной зоне с песковым грунтом. Эффект нижней глубины и конфигурация на высоте волн, движущихся к берегу — все это играет важную роль в расчетах волновых индуцированных моментов относительно нижней границы прочности структуры; ее способность выдерживать эти горизонтальные нагрузки зависит частично от глубины установки сваи. Если дно изменяется с течением времени, то расчеты волновых характеристик и вызванной нагрузки на сваи должны быть пересчитаны для соответствующих конфигураций.
Введение
Большое количество свай было установлено в процессе пляжного строительства, а многие другие будут установлены в будущем. Есть определенные силы, действующие на сваи, и структура свай, способная выдерживать эти силы зависит от ряда факторов, таких как форма сваи и материал из которого она изготовлена, конфигурация структуры, тип разрушителя, структура пляжа, приливы, течения и волны, климат. Изменения структуры пляжа и волновых условий еще больше усложняют проблему, так как есть относительно сильное взаимодействие между характеристиками разрушения нижней конфигурации свай. Кроме того, существует эффект возможного локального разрушения сваи.
Силы, способствующие разрушению свай
Только несколько измерений способны определить силы, действующие со стороны прибоя на сваи, расположенные в прибойной зоне. Эти измерения показывают медленно меняющуюся силу, аналогичную той, что оказывают непрерывные волны, вместе с очень короткой продолжительностью, и большую силу, которая действует так же, как перерывные волны, на сваи. Некоторые поля измерения сил, вызванных прибоем, приведены в работу. Результаты лабораторных исследований были записаны. Трудно измерить это воздействие силы надежно, благодаря ее очень короткой продолжительности в сочетании с динамичными характеристиками тест-системы.
Сила
Причины возникновения воздействия силы могут быть поняты с учетом аналогии волновой нагрузки горизонтального кругового цилиндра, который поочередно пребывает в воздухе и затем погружается на прохождение гребня волны.
Этот эффект был рассчитан Капланом и Гилбертом (1976 год) в зависимости от относительного погружения, где радиус кругового цилиндра представляет собой погружение в равную по плотности массу жидкости.
Описанный выше подход может быть использован для вычисления силы разрыва волны, действующей на вертикальной круглой свае.
Можно вычислить горизонтальную составляющую медленно меняющейся волны и усилия, вызванные ею, использованием уравнения. Также, можно вычислить силы воздействия на участок сваи, что обращают на себя внимание в вертикальном или почти вертикальном участке набегающей волны (изменение измерений динамического давления с расстоянием под поверхностью по той причине, что это может быть сделано).
Радиус здесь имеет максимальное значение C = I, D представляет собой диаметр сваи, и является скоростью, с которой идет нарушение гребня на волне, и является влиянием силы, действующей на единицу длины сваи, An. Это уравнение имеет тот же вид, что и разработанное и является функцией типа разрушителя.
Для диапазона волновой крутизны, используемого в этих испытаниях, нижние склоны 1/100 и 1/30, были меньше, чем 0,1.
Для погружения разрушителя на крутом склоне (л / 10), была так же велика, как 0,5. Эти значения были получены косвенно, последующие оригинальные работы должны проводиться с детальной консультацией.
Анализ некоторых данных, путем написания, показал, что п / H, варьировались от 0,55 до 0,95.
Интервал времени, в течение которого волна с самого высокого значения в очень короткие сроки уменьшается от этой величины. Рассмотрим конструкцию нарушения высоты волн от LP м, и 1,0 м в диаметре сваи. С другого исследования С = 1,12 (2 г х 10) = 15,7 м / сек. Время, которое потребуется для полного погружения разрушителя, ан, раздел свай будет1 / 15,7 сек (0,06 сек).
Значение C будет уменьшается от начального значения TT в течение этого времени.
Таким образом, воздействие силы будет происходить в течение короткого времени, существенно меньше, чем 0,06 сек, вероятно порядка 1/100 сек. Более медленно меняющаяся волна, вызванная силой и момент от у = 0 у = у., рассчитывается с помощью уравнения Моон, вероятно, будет использоваться для большинства инженеров для управления конструкциями.
Тем не менее, влияние больших нагрузок малой длительности на усталость, долговечность свай должны быть приняты во внимание.
Как видно из работы, уравнение является адекватным для волн, которые еще не нарушают состояние свай.
Обрушение волны на сваю вызывает большую силу в ан, в части гребня. «Линия пены» (в результате погружения разрушители оказывают очень большое усилие на сваю в том же порядке)
Эскизы, приведенные на рисунке 5, показывают различные типы разрушителей, обозначенных на рисунке.
Пример прибоя, проходящего испытательную структуру, взят из отдельных кадров кинофильма, приведен на рисунке 6.
Аналогичные результаты были найдены в полевых испытаниях 1974 года, для вертикальной плоской пластины, небольшой ширины и толщины.
Разрушитель, его характеристики
Значения характеристик разрушителя необходимые для расчета волновых индуцированных сил на сваю.
Это Н, d, В и С, (наличие отделения волны в момент разрыва, или скорость канала ствола после разрыва), вместе со скоростями частиц воды и ускорений в пределах волны.
Одним из важных параметров является то, что используется для прогнозирования характеристик разрушителя, взаимосвязь между типом разрушителя и два основных фактора: глубокая крутизна волны воды и наклон пляжа.
Мы наблюдали эту связь во время обширного исследования, а затем с помощью гидравлического исследования в лаборатории.
Наиболее важным фактором является то, что установлено отношение пляжного склона к крутизне глубоководной волны: где есть 8 углов между плоскостью, H является глубокой высотой волны воды, и L является глубокой длиной волны воды.
Это соотношение было названо «параметром подобия серфинга.»
Численные значения этого отношения и их отношения с типом разрушителя были зарегистрированы для плоской жесткости самоочевидными несовершенствами пляжей.