Weber Saint-Gobain - Official website of the company

Rakenne-esimerkkejä stabiliteetti

Esimerkki 1: Tie pehmeän saven päällä - vaakasuora maasto

Tie rakennetaan pehmeän saven päälle, jolloin pitää verrata seuraavia kahta vaihtoehtoa

  1. Tie, jossa soraa käytetään täyttömateriaalina
  2. Tie, jossa Leca® kevytsoraa käytetään täyttömateriaalina ja soraa jakavassa kerroksessa

Materiaaliominaisuudet, joita tässä laskelmassa käytetään, on esitetty alla olevassa taulukossa.

Materiaaliominaisuudet

Materiaali Paino pohjaveden-

pinnan yläpuolella

γ

[kN/m³]

Paino pohjaveden-

pinnan alapuolella

γ

[kN/m³]

Kuivatta-

maton

leikkaus-lujuus

Su

[kPa]

Lisääntynyt

leikkauslujuus

syvyyden mukaan

ΔSu

[kPa/m]

Kitka-

kulma

φ

Koheesio

c

[kPa]

Kitkamaa 20 10 - - 38 0
Irtonainen Savi 19 9 15 1 - -
Kiinteä savi 19 9 50 5 - -
Leca® kevytsora 8–20 mm 4 0 - - 39 0

Laskelmat tehdään analyysiohjelmalla Slide. Ohjelma laskee rakenteiden kriittisimmän murtopinnan, ts. antaa matalimman varmuuskertoimen.

Tässä esimerkissä vaaditaan varmuuskerrointa F ³ 1,5.


Ratkaisu 1: Tie kitkamaalla

Pohjarakenteet koostuvat 4 m paksuisesta pehmeästä savikerroksesta 6 m paksun kiinteän savikerroksen päällä. Pohjaveden pinta on maaston tasolla. Penkereen pintaan kohdistuva kuormitus on lisäkuormitus. Materiaaliparametrit on esitetty  yllä olevassa taulukossa.

Kuva 15. Kitkamaatien maaprofiili

Kuvassa 15 esitetään maaprofiili tielle ja maaolosuhteet. Tie on 4 m korkea ja 10 m leveä yläosastaan. Rinteen kulma on 1:3, mikä tarkoittaa, että koko tienrakenteen leveys on 34 m.

Kuva 16. Murtopinta ja varmuuskerroin kitkamaatielle

Kuvassa 16 esitetään Slide-ohjelman antamat tulokset ja kerrotaan tiiviin savikerroksen murtopinta. On tavallista, että murtuma ulottuu alas tiiviiseen maakerrokseen. Tuloksena on varmuuskerroin F = 1,22, mikä ei täytä vaatimusta F = 1,5.


Ratkaisu 2: Tie, jossa käytetään Leca® kevytsoraa täytemateriaalina

Kun saven leikkausjännitystä piennnetään, varmuuskerroin kasvaa. Tämä voidaan tehdä niin, että osa kitkamateriaalista vaihdetaan Leca® kevytsoraan 8 - 20 mm.

Kuva 17. Maaprofiili tielle, jossa on Leca® kevytsoraa

Kuvassa 17 esitetään mahdollinen ratkaisu, jossa Leca® kevytsoraa käytetään täytemateriaalina ja soraa kantavana kerroksena. Tien mitat ovat samat kuin ratkaisussa 1. Tien päälle asetettu kuormitus on lisäkuormitus.

Kuva 18. Murtopinta ja varmuuskerroin tielle, jossa on Leca® kevytsoraa

Kuvassa 18 esitetään Slide-ohjelman antamat tulokset ja sama murtopinta kuin ratkaisussa 1. Varmuuskeroin on kuitenkin noussut huomattavasti: F = 2,05. Se on erittäin hyvä ja täyttää vaatimukset.


Esimerkki 2: Tie pehmeän saven päällä - kalteva maasto

Tie rakennetaan pehmeän saven päälle kaltevassa maastossa, jolloin pitää verrata seuraavia kahta vaihtoehtoa:

  1. Tie, jossa soraa käytetään täyttömateriaalina
  2. Tie, jossa Leca® kevytsoraa käytetään täyttömateriaalina ja soraa kantavassa kerroksessa

Materiaaliominaisuudet

Materiaali Paino pohjaveden-

pinnan yläpuolella

γ

[kN/m³]

Paino pohjaveden-

pinnan alapuolella

γ

[kN/m³]

Kuivatta-

maton

leikkaus-lujuus

Su

[kPa]

Lisääntynyt

leikkauslujuus

syvyyden mukaan

ΔSu

[kPa/m]

Kitka-

kulma

φ

Koheesio

c

[kPa]

Sora 20 10 - - 38 0
Irtonainen Savi 19 9 15 3 - -
Kiinteä savi 19 9 50 5 - -
Leca® kevytsora 8–20 mm 4 0 - - 39 0

Myös tässä tapauksessa laskelmat suoritetaan ohjelmalla Slide.

Tässä esimerkissä vaaditaan varmuuskerrointa F ³ 1,5.


Ratkaisu 1: Tie, jossa soraa käytetään täytemateriaalina

Pohjarakenteet muodostuvat 4 m paksusta kerroksesta pehmeää savea, jonka alla on kiinteää savea. Tie on järven rannalla, mikä antaa kuvan mukaisen pohjavesitason. Penkereen pintaan kohdistuva kuormitus on lisäkuormitus. Materiaaliparametrit on esitetty yllä olevassa taulukossa.

Kuva 19. Kaltevassa maastossa olevan soratien maaprofiili

Kuvassa 19 esitetään tien maaprofiili ja maaolosuhteet. Tie on 4,5 m korkea ja 9 m leveä yläosastaan. Maaston kaltevuus on 1:6 ja tien 1:1,5.

Kuva 20. Murtopinta ja varmuuskerroin soratielle

Kuvassa 20 esitetään ohjelman Slide tulokset ja varmuuskerroin F = 1,15. Tämä ei täytä vaatimuksia ja on lisäksi hyvin lähellä murtumista.


Ratkaisu 2: Tie, jossa käytetään Leca® kevytsoraa täytemateriaalina

Kuten esimerkissä 1 antaa leikkausjännitysten pieneneminen paremman varmuuskertoimen. Osa tiestä vaihdetaan siksi Leca® kevytsoraan 8–20 mm, mikä vähentää kokonaispainoa.

Tien päälle asetettu kuormitus on lisäkuormitus. Yksi mahdollinen ratkaisu esitetään alla olevassa kuvassa.

Kuva 21. Maaprofiili tielle, jossa on Leca® kevytsoraa kaltevassa maastossa
Kuva 22. Murtopinta ja varmuuskerroin tielle, jossa on Leca® kevytsoraa

Kuvassa 22 esitetään ohjelman Slide tulokset ja varmuuskerroin F = 1,56. Tuloksista näkyy selkeä varmuuskertoimen parantuminen ja vaatimukset täyttyvät.