沉井计算是指在建筑工程中,为了确保井筒的稳定和安全,需要进行沉井计算,以确定井筒的尺寸和深度。下面是一个沉井计算的例题。
例题:
某工程需要建设一个沉井,井筒直径为2.5米,井筒深度为15米。井筒周围土壤的容重为18kN/m³,土壤的内摩擦角为30°,土壤的内聚力为10kPa。计算井筒的稳定性。
解答:
1. 计算土壤的侧阻力
井筒周围土壤的侧阻力可以通过考虑土壤的内摩擦角和内聚力来计算。侧阻力的计算公式为:
Fs = (c σn * tanφ) * A
其中,Fs为侧阻力,c为土壤的内聚力,σn为有效应力,tanφ为土壤的内摩擦角,A为井筒的周长。
首先计算井筒的周长:
C = π * D
其中,C为井筒的周长,D为井筒的直径。
代入数据计算:
C = π * 2.5 = 7.85m
然后计算有效应力:
σn = γ * H
其中,σn为有效应力,γ为土壤的容重,H为井筒的深度。
代入数据计算:
σn = 18 * 15 = 270kPa
最后计算侧阻力:
Fs = (10 270 * tan30°) * 7.85
= (10 270 * 0.577) * 7.85
= 2077.5kN
2. 计算土壤的承载力
井筒底部的土壤承载力可以通过考虑土壤的内聚力来计算。承载力的计算公式为:
Qb = c * A
其中,Qb为承载力,c为土壤的内聚力,A为井筒的底面积。
首先计算井筒的底面积:
A = π * (D/2)²
其中,A为井筒的底面积,D为井筒的直径。
代入数据计算:
A = π * (2.5/2)² = 4.91m²
然后计算承载力:
Qb = 10 * 4.91 = 49.1kN
3. 判断井筒的稳定性
井筒的稳定性可以通过比较侧阻力和承载力来判断。如果侧阻力大于承载力,则井筒是稳定的。
比较侧阻力和承载力:
Fs > Qb
2077.5 > 49.1
由于侧阻力大于承载力,所以井筒是稳定的。
综上所述,根据计算结果,可以确定井筒的稳定性。"