Определить коэффициент устойчивости подпорной стенки относительно ребра О

Определяем силы избыточного гидростатического давления на 1 м.п. длины плоской стенки по формуле:
P = ρвghcw , Н,
где w – площадь поверхности стены, м2;
hc – расстояние от поверхности воды до центра тяжести поверхности стены, м;
hc1=h/2=1,1/2=0,55 м;
w1=L1x1=1,1x1=1,1 м2;
теперь вычисляем силу избыточного давления для вертикального участка:
Р1=1000х9,81х0,55х1,1=5935 Н.
Аналогично для наклонного участка:
hc2=h+(H-h)/2=1,1+(2,5-1,1)/2=1,8м;
w2=(H-h)/sinαx1=(2,5-1,1)/sin60x1=1,617 м2;
Р2=1000х9,81х1,8х1,617=28553 Н.
Для вычисления опрокидывающих моментов предварительно определяем положение центров давления по формуле:
hd = hc+ Ic/(hcxw) xsin2α, м;
где Ic – момент инерции смоченной площади стенки относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести этой площади, м4.
Ic=bl3i/12,
где b – ширина стенки, 1м,
l– высота стенки, м;
теперь вычисляем положение центра давления прямого участка:
Ic1=1х1,13/12=0,111 м4;
hd1 = hc1+ Ic1/(hc1xw1) xsin290 = 0,55+0,111/(0,55х1,1)х1=0,733 м.
Аналогично для наклонного участка:
Ic2=1х((2,5-1,1)/sin60)3/12=0,18 м4;
hd2 = hc2+ Ic2/(hc2xw2) xsin260= 1,8+0,18/(1,8х1,617)х0,8662=1,8464 м.
Теперь находим опрокидывающие моменты, создаваемые силами гидростатического давления относительно точки О.
Mопр1=Р1a1;
Мопр2=Р2ха2х-Р2уа2у;
Где а – плечо опрокидывающего момента, м(см . рис. 2);
Р2х=Р2sinα;
Р2у=Р2cosα .
а1=Н-hd1=2,5-0,733=1,767 м;
Mопр1=Р1a1=5935x1,767=10487Hм;
а2х=Н-hd2=2,5-1,8464=0,654 м;
а2у=t+(hd2-h)/tgα=0,3+(1,8464-1,1)/tg60=0,731м;
Mопр2=Р2хa2х-Р2уa2у=Р2(sinαхa2х-cosαха2у)=
=28553(sin60х0,654-cos60х0,731)=28553х0,20=5736Hм;
Удерживающие моменты, создаваемые силами тяжести относительно точки О определяем по формуле:
Mудi=Gici, Нм,
Где G – сила тяжести элементов подпорной стенки, Н
с –плечи удерживающих моментов, м.
Находим плечи:
с1=t/2=0,3/2=0,15м;
t2=t+L2cos60;
L2=(H-h)/sin60=(2,5-1,1)/sin60=1,617м;
t2=0,3+1,617хcos60=1,109м;
с2=(t2t+1/3(t2-t)2)/(t2+t)=(1,109х0,3+1/3х(1,109-0,3)2)/(1,109+0,3)=0,391м.
Силу тяжести элементов стенки вычисляем по формуле G=ρcgW, Н,
Где W – объем элемента подпорной стенки, м3;
W1=1хL1хt=1х1,1x0,3=0,33 м3;
G1=ρcgW1=2400x9,81x0,33=7770Н;
Mуд1=G1c1=7770х0,15=1166Нм;
W2=1х(H-h)х(t2+t)/2=1x(2,5-1,1)(1,109+1,1)/2=1,546м3;
G2=ρcgW2=2400x9,81x1,546=36400 Н;
Mуд2=G2c2=36400х0,391=14232Нм;
Запас устойчивости на опрокидывание определяется соотношением суммарного удерживающего момента (Mопр2 тоже входит в эту сумму, т.к