Zemní klín
Pokud uvažujeme při výpočtu zemních tlaků konstrukci, která má na rubu konzolovitý výstupek (základová deska úhlové zdi, úprava pro redukci zemního tlaku apod.), je možné počítat zemní tlak buď na skutečný rub konstrukce se zadaným úhlem tření δ či na náhradní rub. Náhradní rub nahrazuje skutečný lomený rub pažící konstrukce smykovou plochou v zemině vedoucí od horního bodu rubu konstrukce k vnějšímu hornímu bodu výstupku a tvoří zemní klín - viz obr. Na této smykové ploše se standardně uvažuje plně mobilizovaný úhel tření δ = φ.Ve všech programech, kde se vytváří zemní klín, lze úhel tření na rozhraní zemina/zemina redukovat v rámu "Nastavení fáze". Tíha zemního klínu vzniklého pod tímto „náhradním rubem bude připočtena k zatížení konstrukce. Pro zavedení náhradního rubu konstrukce do výpočtu je v programu GEO5 "Zemní tlaky" nutné zadat volbu "Vytvoření zemního klínu", v ostatních programech se zemní klín vytváří automaticky.
Výpočet s vytvořením zemního klínu a bez něho
Stanovení zemního klínu pro aktivní tlak
Smyková plocha zemního klínu je od vodorovné odkloněna o úhel υa určený vztahem:
kde: | φ | - | úhel vnitřního tření zeminy |
β | - | sklon povrchu terénu | |
δ | - | ||
γ | - | tíha zeminy | |
α | - | sklon rubu opěrné konstrukce | |
h | - | výška zemního klínu |
Tvar klínu zeminy za zdí pro vrstevnaté prostředí se určí tak, že pro jednotlivé vrstvy zemin nad základem zdi se spočítá úhel υa a z něj se podle obrázku určí úhel υas. Poté se určí průnik polopřímky vedené od zadního horního bodu základu zdi pod úhlem υas s další vrstvou. Z průsečíku se vede opět další polopřímka odkloněná o υas další vrstvy. Postup se opakuje do doby, kdy se polopřímka protne s povrchem terénu resp. se zdí. Tvar klínu je pak dále uvažován ve tvaru trojúhelníku (průnik je se zdí) resp. čtyřúhelníka (průnik je s terénem).