Koormusluku mehaanika ja ülim väljatõmbevõime ( 𝑄 𝑢 ): pinnase koonuse mobiliseerimise füüsika löökmaaankrutes

Koormusluku mehaanika ja ülim väljatõmbevõime (𝑄𝑢): pinnase koonuse mobiliseerimise füüsika löökpillidesMaa ankurs

Suure koormusega geotehnilise projekteerimise, ajutiste kaevetööde kinnituste, jõuülekandetorudega tornide ja konstruktsiooniliste vundamentide süsteemide puhul on löökmaanankru paigaldamine vaid pool insenerivõrrandist. Kriitiline üleminek käitatavalt läbistusvardalt suure võimsusega pingutuselemendile toimub koormuse lukustamise faasis.
Kui kallutusplaadi ankur on algselt käivitatud, on sellel kitsas, madala takistusega ristlõige pinnasekihtide läbilõikamiseks. Kuid projekteeritud kinnitussügavuse saavutamisel ja aksiaalse pingutuspinge rakendamisel pöörleb ankur maa all 90 kraadi, pöördudes vertikaalselt ajamiprofiililt horisontaalsele kandeplaadile, mis on risti koormusvektoriga.
Pinnase koonuste mobiliseerimise aluseks oleva geotehnilise füüsika mõistmine ja lõpliku väljatõmbevõime (𝑄𝑢) arvutamine on muutuva pinnasemehaanika maandusankrute määramiseks hädavajalik.

 

1. Pinnase koonuse mobilisatsiooni geotehniline füüsika
Kui ankur on täielikult pööratud koormaga lukustatud asendisse, ei sõltu ankur naha hõõrdumisest mööda kitsast varda; see toimib sügava mehaanilise laagriplaadina. Pinge suurenedes mobiliseerib plaat otse selle kohal asuva loodusliku pinnase kärbitud ümberpööratud koonuse või püramiidi.
Madal vs sügavMaa ankurRikkerežiimid:

Madal ankru käitumine (𝐻/𝐷<(𝐻/𝐷)𝑐𝑟𝑖𝑡): At shallow embedment depths (𝐻), the mobilized soil cone extends all the way to the ground surface, resulting in a visible surface heave and a failure surface governed by the classic Terzaghi earth pressure theory.

Sügava ankru käitumine (𝐻/𝐷 suurem või võrdne (𝐻/𝐷)𝑐𝑟𝑖𝑡): sügavale kinnitumise suhte korral (tavaliselt kui sügavus 𝐻 on suurem kui 5–8 korda plaadi laiusest 𝐷) nihkub rikkerežiimi mulgustamiseks lokaalne. Pingeväli moodustab plaadi kohal kokkusurutud plastist tsooni ilma maapinda häirimata, suurendades järsult hoidmise efektiivsust.

 

2. Ultimate Pull Out Capacity (𝑄𝑢) matemaatiline modelleerimine Koormuslukuga löökankru lõplik hoidmisvõime (𝑄𝑢) arvutatakse, kasutades pinnase nihketugevuse parameetreid, mis on tuletatud Mohr-Coulombi rikete kriteeriumist:

𝑄𝑢=𝐴𝑝⋅(𝑐⋅𝑁𝑐+𝛾⋅𝐻⋅𝑁𝑞+0.5⋅𝛾⋅𝐷⋅𝑁𝛾)

 

Kus:𝐴𝑝= Pööratava ankru laagriplaadi efektiivne pindala.

𝑐= Kuivendamata pinnase ühtekuuluvus.
𝛾= Ümbritseva pinnasemaatriksi efektiivne ühikukaal.
𝐻= Kinnitussügavus ankurdusplaadi keskele.
𝐷= Ankurdusplaadi iseloomulik laius/läbimõõt.
𝑁𝑐, 𝑁𝑞,𝑁𝛾= Geotehnilised kandevõimetegurid, mis on tingitud pinnase sisehõõrdenurgast (𝜙) ja kinnitumissuhtest (𝐻/𝐷).

Sidusatel muldadel (savi) reguleerib võimsust tugevalt 𝑐⋅𝑁𝑐, samas kui kohesioonivabas pinnases (liiv ja kruus) määrab ülekoormussurve (𝛾⋅𝐻⋅𝑁𝑞) täieliku väljatõmbamiskindluse.

 

3. Tõestustestimine ja istumiskauguse optimeerimine
Paigaldamise ajal kinnitab tõestustestimine nii teoreetilisi võimsuse arvutusi kui ka ankru riistvara struktuurilist terviklikkust:

Istumiskauguse lubatud osa: esialgse pingutustõmbe ajal läbib ankurdusplaat lühikese vahemaa läbi pinnase, mida nimetatakse istumiskauguseks, et pöörata täielikult 90 kraadi oma koormaga lukustatud asendisse. Olenevalt pinnase kokkusurutavusest on istumiskaugus tavaliselt vahemikus 0 kuni 1
korda ankru keha pikkus.

Kontrollimine ja ohutustegurid: välikatsed rakendavad tõenduskoormust, mis on 1,2–1,5-kordne kavandatud töökoormusest. See lukustab loodusliku pinnase eelpressimise ja välistab esialgse settimise enne lõplikku konstruktsiooniühendust, tagades kõrge ohutusteguri (𝐹𝑠 2,0 või suurem) dünaamiliste töökoormuste vastu.

K: Mis on esmane mehaaniline muutus, mis toimub löökpillide koormuse lukustamise faasismaa ankur?A: Koormuslukustus rakendab aksiaalset pinget, et sundida maetud ankrukeha oma kitsast veovektorist 90 kraadi pöördele laia laagrisuuna suunas, haardudes otse plaadi kohal oleva pinnase massiga.

K: Mis vahe on madala ja sügava ankru rikkerežiimil? V: Madalad ankrud mobiliseerivad pinnase koonuse, mis ulatub maapinnani, põhjustades pinna tõusu. Sügavad ankrud (

K: Kuidas istumiskaugus mõjutab ankruvälja paigaldamist?

V: Istumiskaugus on lineaarne nihe, mis on vajalik ankru täielikuks pöörlemiseks 90 kraadi maa all esialgse pingutuspinge ajal. Selle kauguse arvestamine paigaldussügavusega tagab, et ankur jõuab täpselt kavandatud kinnitussügavusele.

 

#Load-Lock mehaanika, #Ultimate Pull-Out Capacity valem, #Soil-koonuse mobiliseerimine, #Löökriistade maaankrute ehitus, #Shanxi sajandi metallitööstus.