1. ДП ЛУНЕГОВ СВ (Организация рельсовой дефектоскопии на Талданской дистанции пути ЗабДИ), страница 10

е) Для определения площади регулируемого водосбора произведена тахеометрическая съёмка участка 7358пк6+50 –км7359пк2+50. Визуальный осмотр показал, что водоотводная канава заросла кустарником. Уклон канавы обеспечивает пропуск поверхностных вод на низовую нечетную сторону в районе металлического моста км7359 пк4+33,90. Съемка выполнена в условных координатах и высотах, отметки рельефа колеблются в пределах 101,75 – 93,88 выполнена тахеометром «Sokkia set550». Топографический план масштаба 1:1000 и продольный профиль представлены в приложениях.

Геоэлектрический разрез км 7358 - 7359

Глинистые грунты основания

Коренные породы (скальный грунт)

Глинистые грунты основания

Рис.3

Заключение.

В результате проведенного обследования и анализа технической документации по км7358пк6+90 – км7359пк2+00 чет. сделан следующий вывод:

1. По данному участку факт развития деформаций земляного полотна не выявлен. Что подтверждается отсутствием записей в ПУ-9 об интенсивности осадки в течение длительного времени и объемом выправочных работ.

2. Негативных инженерно-геологических условий и наличие неблагоприятных процессов в теле земляного полотна и основании не выявлено.

3. Водоотводные сооружения земляного полотна находятся в неудовлетворительном состоянии: км7357 пк6+70 - км7359 пк4+00 чет. канава водоотводная заработана 40%, заросла кустарником, необходима вырубка кустарника, капитальный ремонт.

4. На участке нарушены геометрические параметры земляного полотна: нет балластной призмы четного пути км7357пк6+00-км7358пк2+00.

5. Техническая документация по больному участку ведется формально, в ПУ-9 не заносятся данные о состоянии земляного полотна, производимых работах как по ВСП, так и по земляному полотну.

Мероприятия по стабилизации земляного полотна.

Мероприятия текущего характера :

1. До 31.05.16 произвести текущий ремонт водоотводной канавы, вырубить кустарник км7357 пк6+70 - км7359 пк4+00 с четной стороны.

2. До 30.11.15 разбить наблюдательную геодезическую сеть. Марки следует установить по поперечникам через 25 метров в междупутье, на бровках насыпи и у основания насыпи с четной и нечетной сторон. Проводить регулярное инструментальное наблюдение по закрепленной сети, периодичность установить ежеквартально на участке земляного полотна км7358пк6+50 – км7359пк2+50 чет. Наблюдение проводить за основанием, телом земляного полотна и верхним строением пути. После каждой нивелировки проводить сравнительный анализ графических материалов.

3. После выполнения работ текущего и капитального характера установить наблюдение за участком земляного полотна км7358пк6+50 – км7359пк2+50 чет., в случае отсутствия развития деформации земляного полотна в течении 5 лет снять данный участок с учета ПУ-9.

Мероприятия капитального характера :

1. Привести балластную призму и профиль земляного полотна в соответствии к типовым профилям согласно инструкции.

2. Выполнить выправку и стабилизацию ВСП комплексом лицензионных машин.

4.5 Расчет устойчивости откосов насыпи.

Расчетом определяется устойчивое и рациональное по размерам поперечное очертание земляного полотна.

Расчет устойчивости производится графо-аналитическим методом для 1 погонного метра длины насыпи. Устойчивость откосов насыпи принято

оценивать коэффициентом устойчивости К_уст. Физический смысл этого коэффициента заключается в отношении моментов сил, удерживающих откос от смещения, к моментам сил сдвигающих. Моменты сил берутся относительно центра кривой возможного смещения.

, (1.15)

где – сумма моментов удерживающих сил, кНм; – сумма моментов сдвигающих сил, кНм; , – суммарные силы соответственно трения и сцепления, действующие по поверхности смещения, кН; – сумма тангенциальных составляющих веса частей сползающего массива, направлен­ных против предполагаемого направления сдвига, кН; – то же, направленных в сторону предполагаемого сдвига, кН; D – гидродинамическая сила

, (1.16)

где – удельный вес воды, _в=10 кН/м³; J₀ – средний уклон кривой депрессии; V – объем грунта, в котором действует сила D, определяется по формуле

пог.м, (1.17)

где  – площадь части сползающего массива, заключенная между кривой депрессии кривой смещения и поверхностью основания, м³.

В железнодорожном строительстве считается, что насыпь устойчива при значении К_уст1,2. Оптимальным значением является К_уст=1,2.

4.5.1 Определение расчетных характеристик грунта насыпи
и основания после подтопления водами.

К расчетным характеристикам грунта относятся: удельное сцепление С, коэффициент внутреннего трения f, весовая влажность W, удельный вес грунта .

Характеристики для грунта насыпи, расположенного выше кривой депрессии:

γ_н и С_н – заданны (исходные данные);

f_н – определяется по формуле

, (1.18)

где _н – угол внутреннего трения грунта насыпи.

Для грунта насыпи, расположенного между кривой депрессии и основанием насыпи, характеристики грунта, , , определяются по формулам

, (1.19)

, (1.20)

, (1.21)

где _s и _в – удельные веса соответственно скелета грунта и воды, _s=27,2 кН/м³, _в=10 кН/м³; е_н – средний расчетный коэффициент пористости

, (1.22)

где γ_d – удельный вес грунта насыпи

, (1.23)

где W_н – весовая влажность грунта насыпи, %.

Характеристики грунта основания насыпи после подтопления:

γ_о – заданно (исходные данные);

С_о^/ – определяется по формуле

, (1.24)

где С₀ – удельное сцепление грунта основания, кПа.

f_о – определяется по формуле

, (1.25)

где ₀ – угол внутреннего трения грунта основания, град.

По заданию γ_н=18,9 кН/м³; С_н=18,8 кПа.

По формуле 1.18

.

По формуле 1.23

кН/м³.

По формуле 1.22

.

По формуле 1.19

.

По формуле 1.20

По формуле 1.21

кПа.

По заданию γ_о=19,2 кН/м³.

По формуле 1.24

кПа.

По формуле 1.25

.

4.5.2 Учет нагрузок на насыпь.

При расчете устойчивости временная (поездная) нагрузка и нагрузка от верхнего строения пути заменяются эквивалентными столбиками грунта на основной площадке земляного полотна высотой соответственно h_п и h_вс. Высоты столбиков h_п и h_вс определяются по формулам

, (1.26)

, (1.27)

где Р_п – интенсивность равномерно распределенной временной нагрузки от подвижного состава; Р_вс – интенсивность равномерно распределенной постоянной нагрузки от верхнего строения пути (Р_вс=16 кПа); _н – средний удельный вес грунта насыпи, кН/м³.

По формуле 1.26

м.

По формуле 1.27

м.

Ширина столбика грунта с высотой h_п назначается равной длине шпалы т.е. b_п=2,80 м, а столбика грунта с высотой h_вс принимается равной средней ширине балластной призмы b_вс=8,70 м.

4.5.3 Определение коэффициента устойчивости откосов насыпи.

На рисунке 1.4, 1.5 показана схема к расчету устойчивости откосов насыпи графо-аналитическим методом.

Кривые смещения проведены через подошву низового откоса и точки 1 и 2 на основной площадке земляного полотна. Точки О₁ и О₂ – центры этих кривых, R₁ и R₂ соответственно их радиусы.

Сползающий массив грунта разбит на отсеки, для которых определены:

- _i – площадь i-го сечения, м²;

- х_i – измеренное по горизонтали расстояние, от вертикали опущенной из центра кривой смещения до центра тяжести i-го отсека, м;

- L_i – длина поверхности смещения в i-ом отсеке.

А также производные величины: _i, sin_i, cos_i.

Силы: F_i, Q_i, C_i, T_уд, Т_сдв.

Расчет коэффициента устойчивости откоса насыпи приведен в таблице 4.2. Расчет (Таблица А.1) показал, что насыпь с заданными Характеристикам грунта устойчива. К_уст=1,55 является достаточным, т.к. насыпь обладает запасом устойчивости более 20%, следовательно укрепление насыпи контрбанкетом не требуется. Исходя из вышесказанного можно сделать вывод, что деформация земляного полотна на заданном участке не связанна с обводнением тела насыпи.

Таблица 4.2

Расчётом устойчивости определяется возможность сопротивляться деформациям сдвига части его наклонной поверхности под действием силы веса этой части грунта, а также сейсмических и гидродинамических сил.

Сопротивление грунта сдвиговым деформациям по поверхности зависит от плотности и влажности.

Сдвиговыми характеристиками является угол внутреннего трения φ и удельное сопротивление с грунтом.

Поверхности смещения грунта откосов зависят от вида грунта. Форма поверхности в однородных связных грунтах близка к кругло-цилиндрической.

Для расчета коэффициента устойчивости двухпутного откоса насыпи был применен графоаналитический метод. Коэффициент устойчивости откоса был рассчитан по одному поперечному сечению насыпи в четырех различных точках, с одинаковыми значениями коэффициентов внутреннего трения и удельного сцепления грунта, которые равны:

– с_н=20 кПа – удельного сцепления грунта насыпи;

– f_н=tgφ_н=0,344 – коэффициент внутреннего трения грунта насыпи;

– γ_н=19 кН/м³ – удельного веса грунта насыпи.

Поперечный профиль с расчетными точками приведен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Поперечный профиль земляного полотна с расчетными точками.

В таблице 4.1 приведены коэффициенты устойчивости откоса насыпи в четырех расчетных точках при =20 кПа и = 0,363.