Требуемая плотность грунта насыпи

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Цель расчета – определить дифференцированные по высоте насыпи значения требуемой плотности грунта на основной площадке земляного полотна в точке О и в точке n – в уровне подошвы насыпи (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Расчетная схема к определению требуемой плотности грунта насыпи

Характеристикой плотности грунта является его плотность в сухом состоянии, т/м³:

(1.5)

ρ _s– плотность частиц грунта, т/м³;

е₀ – расчетное значение коэффициента пористости грунта, определяем по компрессионной кривой при , которая строится на основе данных приложения Б /4/, рисунок 1.4.

Удельный вес грунта

(1.6)

где W – влажность грунта, доли ед.;

g – ускорение свободного падения, 9, 81 м/с².

Проектирование поперечного профиля насыпи с обеспечением устойчивости откоса

Потеря общей устойчивости грунтовых массивов проявляется в виде смещения их откосов под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта. Подтопляемые откосы пойменных насыпей теряют устойчивость, как правило, после схода паводка, когда к силам сдвига добавляются гидродинамические силы, возникающие при эксфильтрации воды из переувлажненного грунта, имеющего к тому же низкие прочностные характеристики.

Цель и методика расчета

Цель расчета – оценить сопротивление сдвигу низового откоса насыпи и по величине этого сопротивления назначить оптимальную крутизну откосов и размеры берм.

Расчет ведется графоаналитическим методом в предположении круглоцилиндрической поверхности возможного смещения с использованием формулы К. Терцаги и с учетом подтопления насыпи

(1.7)

где К_ст – коэффициент устойчивости при статическом состоянии грунта в теле насыпи;

и - соответственно сумма моментов сил, удерживающих откос от смещения и сдвигающих его;

n – суммарное количество отсеков блоков смещения;

m – количество отсеков блоков смещения, в которых действуют удерживающие касательные составляющие силы веса;

C_i и f_i – соответственно удельное сцепление и коэффициент внутреннего трения грунта в основании i – го отсека длиной l_i;

N_i и T_i – нормальная и касательная к основанию i – го отсека составляющие силы его веса, кН;

D₀ – гидродинамическая сила, возникающая при вытекании воды из насыпи и действующая в центре тяжести водонасыщенной части блока смещения.

1.3.2 Расчетная схема и исходные характеристики

Наносим поверхность основания с заданным поперечным уклоном местности 1: 18, показываем ось земляного полотна.

Откладываем высоту насыпи Н_нас=15, 31 м.

Показываем бровки основной площадки для однопутного участка на расстоянии от оси 0, 5b=3, 8 м.

Показываем депрессионную поверхность с уклоном J₀=0, 01 для грунта насыпи от отметки ГВВ.

Проводим откос нормативной крутизны: от основной площадки на 6 м вниз – 1: 1, 5, ниже до Г_б= – 1: 1, 75, подтопляемой бермы 1: 2.

Ширина бермы принимается равной 5м, крутизна откосов 1: 2.

На основной площадке по оси каждого пути строят фиктивный столбик грунта, эквивалентный поездной нагрузке Р₀ и весу верхнего строения пути P_вс, шириной b₀ и высотой z_ф, определяемой по формуле

(1.8)

где b_вс-1 –ширина полосовой нагрузки от веса верхнего строения пути на однопутном участке.

Находим центр возможной кривой смещения. Затем от верха фиктивного столбика проводим вспомогательную прямую под углом 36º к горизонту.

Точка О пересечения вспомогательной линии с линией центров является центром возможной кривой смещения, из которого проводим дугу радиусом R=49, 10м.

Полученный блок смещения необходимо разбить на отсеки, границы которых должны проходить через точки перелома поперечного контура насыпи, точки пересечения кривой смещения с депрессионной поверхностью и поверхностью основания, а так же по вертикальному радиусу.

В случае если ширина какого-либо отсека окажется более 5м, он разбивается на два отсека.

С учетом водонасыщения грунта в зоне подтопления насыпи в блоке смещения выделяют три слоя, границами которых являются депрессионная поверхность и поверхность основания.

В верхнем слое I характеристики грунта насыпи принимают по результатам расчета требуемой плотности.