PL 
EnglishDomyślny
Українська🧱 Stateczność muru oporowego
Zaprojektuj mur oporowy odporny na czynne parcie gruntu wg Rankine'a. Sprawdź obrót (FS≥2), poślizg (FS≥1,5) i mimośród podstawy — zobacz, jak mur się przewraca lub zsuwa, gdy współczynnik bezpieczeństwa zawodzi.
O symulatorze stateczności muru oporowego
Ta symulacja modeluje mur oporowy grawitacyjny (wspornikowy) powstrzymujący masę gruntu sypkiego. Wykorzystuje teorię czynnego parcia gruntu Rankine'a: współczynnik parcia bocznego wynosi Ka = tan²(45° − φ/2), co daje trójkątne parcie gruntu Pa = ½·Ka·γ·H², działające na wysokości H/3 nad podstawą. Narzędzie sprawdza następnie trzy klasyczne stany graniczne geotechniczne wobec tego parcia.
Suwaki ustawiają wysokość ściany, grubość trzonu i płyty podstawy, szerokość podstawy, długość dziobu, kąt tarcia wewnętrznego gruntu φ, ciężar objętościowy γ, obciążenie naziomu q oraz tarcie podstawy μ, wraz z przełącznikiem poziomu wody gruntowej. Podczas przesuwania suwaków na bieżąco aktualizują się współczynniki bezpieczeństwa przeciw obaleniu, poślizgowi i naciskowi na grunt. Te sprawdzenia leżą u podstaw każdego nasypu drogowego, ściany piwnicznej i przyczółka mostowego w inżynierii lądowej i geotechnicznej.
Najczęściej zadawane pytania
Co właściwie oblicza ten symulator?
Oblicza boczne parcie gruntu na mur oporowy oraz ciężar oporowy samej ściany, a następnie raportuje trzy współczynniki bezpieczeństwa: przeciw obaleniu wokół dzioba, przeciw poziomemu poślizgowi na podstawie oraz mimośród wypadkowej w porównaniu z granicą środkowej tercji podstawy. Dla każdego z nich pojawia się znacznik zaliczenia lub niepowodzenia.
Czym jest współczynnik parcia czynnego Ka?
Ka to stosunek poziomego do pionowego naprężenia efektywnego, gdy grunt może się nieznacznie rozszerzyć za ścianą. Symulator wykorzystuje wzór Rankine'a Ka = tangens kwadrat z (45 stopni minus phi przez 2). Dla kąta tarcia 30 stopni Ka wynosi około 0,33, więc grunt naciska bocznie z siłą stanowiącą mniej więcej jedną trzecią jego ciśnienia ciężaru pionowego.
Jak wyznaczany jest współczynnik bezpieczeństwa przeciw obaleniu?
Momenty liczone są względem przedniej krawędzi podstawy, dzioba. Moment utrzymujący pochodzi z ciężarów trzonu, płyty podstawy i gruntu spoczywającego na pięcie, każdy pomnożony przez odległość poziomą od dzioba. Moment obalający pochodzi z parcia gruntu. Ich stosunek stanowi współczynnik bezpieczeństwa, a narzędzie oznacza go jako zaliczony, gdy osiąga 2,0 lub więcej.
Co oznacza sprawdzenie poślizgu?
Ściana może przesunąć się do przodu, jeśli parcie poziome przekroczy tarcie dostępne pod podstawą. Tarcie równa się współczynnikowi tarcia podstawy mu pomnożonemu przez całkowity ciężar pionowy W. Bezpieczeństwo przed poślizgiem to mu razy W podzielone przez parcie poziome, a symulator wymaga, aby wynosiło ono co najmniej 1,5, by zaliczyć sprawdzenie.
Dlaczego mimośród i środkowa tercja mają znaczenie?
Wypadkowa siła pionowa powinna przypadać w środkowej tercji podstawy, co oznacza, że mimośród e pozostaje na poziomie B/6 lub poniżej. Jeśli wykroczy poza tę granicę, pięta podstawy próbuje unieść się w rozciąganiu, czego grunt nie może zapewnić, więc kontakt ogranicza się do krótszego pasa, a nacisk na grunt gwałtownie rośnie. Narzędzie oznacza ten stan jako uniesienie i zaznacza sprawdzenie mimośrodu jako niezaliczone.
Jak obliczany jest maksymalny nacisk na podstawę?
Gdy wypadkowa pozostaje w środkowej tercji, nacisk zmienia się liniowo, a szczyt wynosi (W/B) razy (1 + 6e/B). Jeśli mimośród przekracza B/6, model przechodzi na zredukowaną szerokość nośną a = 3(B/2 minus e) i rozkład trójkątny ze szczytem 2W/a. Ta wartość jest porównywana z dopuszczalną nośnością gruntu fundamentowego.
Co robi przełącznik poziomu wody gruntowej?
Włączenie go dodaje hydrostatyczne parcie wody za ścianą, wykorzystując ciężar objętościowy wody, około 9,81 kN na metr sześcienny, narastające jako osobny trójkąt do połowy razy gamma-woda razy H do kwadratu. Ponieważ woda nie ma wytrzymałości na ścinanie, naciska z pełnym ciśnieniem, a nie zredukowaną wartością Ka, co gwałtownie zwiększa parcie i jest częstą przyczyną rzeczywistych awarii ścian.
Jaką rolę odgrywa obciążenie naziomu q?
Obciążenie naziomu reprezentuje równomierne obciążenie powierzchni gruntu za ścianą, takie jak ruch drogowy, składowiska lub budynek. Dodaje ono prostokątne parcie równe Ka razy q, działające na całej zatrzymywanej wysokości, dając dodatkowe parcie równe Ka razy q razy H, którego wypadkowa znajduje się w połowie wysokości, a nie w punkcie tercji.
Czy model jest fizycznie dokładny?
Odzwierciedla on standardowe podejście podręcznikowe stosowane we wprowadzającym projektowaniu geotechnicznym i daje realistyczne trendy oraz współczynniki bezpieczeństwa. Upraszcza sytuację, zakładając pionowe gładkie lico ściany, poziomy zasyp, warunki suche, o ile woda nie jest włączona, oraz brak oporu biernego przy dziobie, więc jest doskonałym narzędziem dydaktycznym, a nie substytutem pełnego projektu zgodnego z Eurokodem 7 lub BS 8002.
Dlaczego wysokie ściany z cienkimi podstawami tak łatwo ulegają awarii?
Parcie gruntu rośnie z kwadratem wysokości ściany, natomiast ciężar oporowy rośnie w przybliżeniu proporcjonalnie do szerokości podstawy i wielkości płyty. Podwojenie wysokości niemal poczwarza moment obalający, więc wysoka ściana wymaga znacznie szerszej i cięższej podstawy. Presety Awaria i Wysoka ściana pozwalają zobaczyć, jak szybko zapadają się marginesy bezpieczeństwa.
Jak mogę ponownie ustabilizować niestateczną ścianę?
Poszerz podstawę, wydłuż piętę, aby więcej ciężaru gruntu dociskało konstrukcję, pogrub płytę podstawy lub zwiększ długość dzioba, aby przesunąć wypadkową bliżej środka. Poprawa drenażu w celu obniżenia poziomu wody gruntowej, zmniejszenie obciążenia naziomu lub użycie lepiej drenującego zasypu o wyższym kącie tarcia również zmniejsza parcie i podnosi wszystkie trzy współczynniki bezpieczeństwa.
Zaprojektuj mur oporowy odporny na czynne parcie gruntu wg Rankine'a. Sprawdź obalenie (FS≥2), poślizg (FS≥1,5) i mimośród podstawy — obserwuj, jak ściana się przechyla lub przesuwa, gdy zawodzi współczynnik bezpieczeństwa.
3D · Three.js / WebGL renderer · 60 FPS target · runs fully client-side, no install