คู่มือการออกแบบทางวิศวกรรม: การคำนวณความสามารถในการจับขั้นสูงสุดและปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับเครื่องเพอร์คัชชันสมอโลกs

ในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูง- โครงสร้างพื้นฐานโทรคมนาคม และวิศวกรรมสายสาธารณูปโภค ความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างของอาคารแบบมีโครงขึ้นอยู่กับความสามารถในการคาดเดาของรากฐานได้ทั้งหมด แม้ว่าการทดสอบภาคสนาม-จะยืนยันความสำเร็จในการติดตั้งแต่ละครั้ง ขั้นตอนทางวิศวกรรมและการออกแบบเบื้องต้นต้องใช้การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เข้มงวด วิศวกรที่ระบุจะต้องคำนวณความสามารถในการรองรับขั้นสุดท้าย (UHC) อย่างถูกต้อง และใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างจะทนทานต่อภาระทางสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงโดยไม่มีการเคลื่อนตัวระดับไมโคร-

สำหรับวิศวกรโยธาและธรณีเทคนิค การทำความเข้าใจสูตรทางธรณีเทคนิคและไดนามิกของกรวยเฉือน-ที่อยู่เบื้องหลังจุดยึดดินกระทบ(การเอียง-พุกเพลท) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบโครงสร้างที่แม่นยำ

1. ฟิสิกส์ธรณีเทคนิคของกรวยดิน (แบบจำลองความล้มเหลวของกรวย)

ต่างจากเสาเข็มเสียดทาน-หรือบล็อกคอนกรีตน้ำหนักตาย- พุกเจาะกระแทกลึกอาศัยกลไกความล้มเหลวของแรงเฉือนเชิงปริมาตรภายในเมทริกซ์ของดิน

กรวยโลกที่ระดมกำลัง:เมื่อแผ่นพุกหมุน 90 องศาและถูกดึงขึ้นด้านบน แผ่นพุกจะดึงกับดินพื้นเมืองที่มีปริมาตรทรงกรวย ขอบเขตของกรวยนี้ขยายขึ้นจากขอบของแผ่นถึงพื้นผิวดินในมุมที่สอดคล้องกับมุมแรงเสียดทานภายในของดิน ($\\phi$)

การมีส่วนร่วมแบบเหนียวแน่นและแบบละเอียด:ความสามารถในการรองรับรวมของพุกกระทบเป็นฟังก์ชันประกอบของแรงหลักสองแรง:

น้ำหนักบรรทุกเกิน:น้ำหนักตายของกรวยดินที่ถูกตัดทอนซึ่งวางอยู่เหนือแผ่นพุกโดยตรง

ความต้านทานแรงเฉือนของดิน:ความต้านทานการเสียดสีและแรงยึดเกาะอย่างต่อเนื่องจะเคลื่อนตัวไปตามพื้นผิวลื่น (เส้นรอบวงของกรวยดิน) ขณะที่พุกถูกดึงขึ้น

2. การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และสูตรความจุ

แม้ว่าแผนภูมิของผู้ผลิตที่เป็นกรรมสิทธิ์จะให้ค่าการกักเก็บเชิงประจักษ์สำหรับชั้นดินมาตรฐาน แบบจำลองการออกแบบโครงสร้างระดับมืออาชีพจะคำนวณความสามารถในการกักเก็บสูงสุด ($Q_u$) โดยใช้การเปลี่ยนแปลงของแรงดันดินของคูลอมบ์และทฤษฎีการยกกรวย:

$$Q_u = W_s + Q_f$$

โดยที่ $W_s$ คือน้ำหนักลอยตัวที่มีประสิทธิผลของกรวยดิน และ $Q_f$ คือความต้านทานแรงเฉือนตามแนวระนาบความล้มเหลว

ในดินเหนียว (ดินเหนียว) ความต้านทานแรงเฉือนถูกกำหนดโดยแรงเฉือนที่ไม่ระบายออกเป็นหลัก ($c$) ในดินที่เป็นเม็ดละเอียด (ทรายและกรวด) มันถูกควบคุมโดยแรงกดดันจากภาระดินที่มีประสิทธิภาพและมุมเสียดสีภายใน ($\\phi$)

เนื่องจากคุณสมบัติของดินแตกต่างกันไปตามความชื้นและการบดอัด แบบจำลองทางวิศวกรรมขั้นสูงจึงรวมปัจจัยด้านความลึก ($d/b$ ratio-ความลึกของการฝังที่สัมพันธ์กับความกว้างของแผ่นพุก) เพื่อให้มั่นใจว่าสมอดินถูกขับเคลื่อนให้ลึกพอที่จะเปลี่ยนจากพฤติกรรม "สมอตื้น" (ในกรณีที่พื้นผิวดินแตก) มาเป็นพฤติกรรม "สมอลึก" (ซึ่งมีการบดอัดดินเฉพาะที่และความล้มเหลวของแรงเฉือนลึกควบคุม)

3. การใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัย (SF) เพื่อ-ความยืดหยุ่นของกริดในระยะยาว

การคำนวณความสามารถในการถือครองขั้นสูงสุดเป็นเพียงขั้นตอนแรกเท่านั้น ในการคำนึงถึงความแปรปรวนทางธรณีวิทยา ความล้าตามรอบ และ-การเพิ่มขึ้นของภาระแบบไดนามิกที่เกิดจากพายุ มาตรฐานทางวิศวกรรมกำหนดให้มีการใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เข้มงวด:

โหลดการทำงานมาตรฐาน SF:สำหรับสภาพการทำงานของสาธารณูปโภคตามปกติ ปัจจัยด้านความปลอดภัยคือ2.0 ถึง 2.5เป็นมาตรฐาน เพื่อให้มั่นใจว่าภาระการทำงานยังคงอยู่ในขีดจำกัดความยืดหยุ่นของทั้งแกนพุกและเมทริกซ์ดิน

สภาพอากาศสุดขั้ว SF (ลมแรง/แผ่นดินไหว):ในทางเดินลมสูง-หรือบริเวณที่เกิดแผ่นดินไหวซึ่งเวกเตอร์การยกขึ้นแบบไดนามิกทวีคูณ ปัจจัยด้านความปลอดภัยมักจะถูกยกระดับเป็น3.0เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของโครงสร้างที่สมบูรณ์ แม้ว่าดินที่อ่อนตัวลงจะเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปก็ตาม

ถาม: ความลึกของการฝังส่งผลต่อความสามารถในการจับยึดสูงสุดของเครื่องเพอร์คัชชันอย่างไรสมอดิน? A:ความจุเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามความลึก การตอกสมอให้ลึกขึ้นจะเพิ่มทั้งปริมาตรของกรวยดินที่เคลื่อนที่แล้วและความกดทับของภาระดินที่จำกัด ส่งผลให้ระนาบความล้มเหลวเปลี่ยนไปสู่ชั้นที่ระเหยได้หนาแน่นขึ้นและมีความชื้นน้อยลง-

ถาม: สูตรโยธามาตรฐานสามารถใช้กับดินทุกประเภทเมื่อออกแบบเลย์เอาต์พุกได้หรือไม่? A:สูตรมาตรฐานเป็นข้อมูลพื้นฐาน แต่ข้อมูลหลุมเจาะทางธรณีเทคนิค (เช่น ค่าการทดสอบการเจาะมาตรฐาน N- หรือการทดสอบการเจาะกรวย) ควรมีการอ้างอิงข้าม-เสมอเพื่อปรับตัวแปรการทำงานร่วมกันและแรงเสียดทานสำหรับโปรไฟล์ดินในท้องถิ่น

ถาม: เหตุใดการทำความเข้าใจมุมดินของแรงเสียดทานภายในจึงมีความสำคัญต่อระยะห่างของพุก A:หากมีการติดตั้งพุกเพอร์คัชชันหลายตัวไว้ใกล้กันมากเกินไปในอาร์เรย์กลุ่ม กรวยดินที่เคลื่อนที่แล้วอาจทับซ้อนกันได้ การคำนวณระยะห่างที่เหมาะสมจะป้องกันไม่ให้กรวยตัดกัน ทำให้มั่นใจได้ว่าพุกแต่ละอันจะมีความสามารถในการยึดอย่างอิสระเต็มที่

#ความสามารถในการถือครองสมอดินแบบเพอร์คัชชั่น, #สูตรการออกแบบธรณีเทคนิคสำหรับพุก, #แบบจำลองความล้มเหลวของกรวยดิน, ปัจจัยด้านความปลอดภัยของมูลนิธิยูทิลิตี้, #อุตสาหกรรมโลหะแห่งศตวรรษซานซี