Организация капитального ркпонта пути с глубокой очисткой балласта на Амгуньской дистанции пути (1199216), страница 10
Текст из файла (страница 10)
ОСНОВАНИИ АРМОГРУНТОВОЙ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ СТЕНОЙ
5.1 Анализ устойчивости насыпей
Расчеты устойчивости откосов насыпей производятся для выяснения причин их деформаций и при проектировании армогрунтовых поддерживающих сооружений.
Оценивается устойчивость откосов насыпей в отдельных ее сечениях как для полной высоты откоса (общая устойчивость), так и для отдельных частей откосов (местная устойчивость).
Степень устойчивости откосов насыпи характеризуется коэффициентом устойчивости k , представляющим собой в общем случае отношение факторов (сил Т ), удерживающих откос от смещения , к факторам (силам Т
) , способствующим этому смещению :
Расчеты выполняются на 1 п.м. длины насыпи , т.е. используются плоские задачи , так как насыпь является протяженным (вытянутым в длину) сооружением .
Расчеты коэффициентов устойчивости откосов насыпи выполняются в соответствии с моделью Г.М. Шахунянца . Она позволяет определять не только величины коэффициентов устойчивости откосов и склонов при любой форме поверхности возможного смещения , но и величины оползневых давлений в оползневом блоке на всем его протяжении .
Расчеты проводятся по формуле :
где N – нормальная составляющая силы веса i-го отсека , кН/м ;
Т – тангенциальная составляющая силы веса i-го отсека , кН/м ;
f = tg
– коэффициент внутреннего трения грунта ;
– угол внутреннего трения грунта , град ;
c – удельное сцепление грунта , кПа ;
l – длина основания i-го отсека , м ;
– угол наклона отсека к горизонту , град .
Нормальная и тангенциальная составляющие силы веса i-го отсека находятся как :
На рисунке 5.1 сила R – нормальная реакция основания , E
– оползневое давление на i-ый отсек со стороны вышележащих отсеков , E
– реакция со стороны нижележащих отсеков.
В качестве расчетных были назначены три характерные поверхности смещения . Исходные данные сведены в таблицу 5.1 . Расчеты коэффициентов устойчивости и оползневого давления являются трудоемкими и поэтому они были выполнены на ЭВМ , а результаты расчетов сведены в таблицы 5.2 , 5.3 и 5.4 . Критическая кривая имеет минимальный коэффициент устойчивости, в данном случае это вторая кривая .
-
Проектирование и расчет армогрунтовой стены
Армогрунтовые стены проектируются из условия из обеспечения единой работы всей конструкции «насыпь-стена».
Высота стены должна обеспечивать устойчивость верхней части насыпи, по возможности без проведения дополнительных мероприятий по ее усилению и определяется из условий устойчивости ее против сдвига и опрокидывания под воздействием оползневого давления , передающегося от насыпи .
В первом приближении высота армогрунтовой стены определяется по формуле :
с – удельное сцепление грунта ядра насыпи , кПа ;
-
– угол внутреннего трения грунта ядра насыпи , рад .
1
2
3
i
Ц.Т.
Тi
Ni n-1
Qi n
Рисунок 5.1 – Схема насыпи с произвольной поверхностью смещения
Ei-1 Ц.Т.
Тi
Ni Ei-1
Qi
cili
Rifi
Ri
li
Рисунок 5.2 – Схема действия сил на отсек
Ширина стены b принимается не менее 0,8· , но при этом не должна быть менее 4 м.
В данном случае для уменьшения объема отсыпаемого грунта принято b = 6 м .
Армогрунтовая стена рассчитана на восприятие максимального оползневого давления, которое возникает на границе насыпи и армогрунтовой стены – . Оползневое давление определено по методу профессора Г.М. Шахунянца .
При армировании металлическими сетками или сетками из синтетических материалов для обеспечения внешней устойчивости стены необходимо выполнение условия сопротивления на сдвиг и опрокидывание.
Коэффициент устойчивости на сдвиг определяется по формуле :
где N – нормальное давление грунта , кН ;
f – коэффициент трения по грунту ;
c – удельное сопротивление грунта на контакте засыпки и основания , кПа ;
b – ширина армогрунтовой стены , м .
Коэффициент устойчивости против опрокидывания определяется из выражения :
где – удельный вес грунта засыпки, кН/м3 .
Запроектированная армогрунтовая стена обладает достаточными коэффициентами устойчивости и имеет окончательные размеры 5,5 м , b = 6 м . Армогрунтовая стена отсыпается из пескогравийной смеси и армируется металлическими сетками или сетками из синтетических материалов.
Таблица 5.1 - Исходные данные | ||||||||
Координаты точек очертания насыпи | ||||||||
Точка | 1 | H= | 77,09 | x= | 0 | L= | 9,85 | м |
Точка | 2 | H= | 77,68 | x= | 9,85 | L= | 3 | м |
Точка | 3 | H= | 79,05 | x= | 12,85 | L= | 7 | м |
Точка | 4 | H= | 81,63 | x= | 19,85 | L= | 3 | м |
Точка | 5 | H= | 83,98 | x= | 22,85 | L= | 2,25 | м |
Точка | 6 | H= | 85,01 | x= | 25,1 | L= | 1,62 | м |
Точка | 7 | H= | 85,94 | x= | 26,72 | L= | 0,43 | м |
Точка | 8 | H= | 86,06 | x= | 27,15 | L= | 1,69 | м |
Точка | 9 | H= | 86,19 | x= | 28,84 | L= | 1,65 | м |
Точка | 10 | H= | 86,22 | x= | 30,5 | L= | 1,35 | м |
Точка | 11 | H= | 85,73 | x= | 31,85 | L= | 1,45 | м |
Точка | 12 | H= | 85,8 | x= | 33,3 | L= | 1,7 | м |
Точка | 13 | H= | 85,8 | x= | 35 | L= | 1,7 | м |
Точка | 14 | H= | 85,76 | x= | 36,7 | L= | 0,34 | м |
Точка | 15 | H= | 85,73 | x= | 37,04 | L= | 0,83 | м |
Точка | 16 | H= | 85,48 | x= | 37,88 | L= | 4,96 | м |
Точка | 17 | H= | 82,23 | x= | 42,85 | L= | 4,5 | м |
Точка | 18 | H= | 78,44 | x= | 47,35 | L= | 3,15 | м |
Точка | 19 | H= | 78,33 | x= | 50,5 | L= | 3,65 | м |
Точка | 20 | H= | 78,4 | x= | 54,15 | L= | 0 | м |
Данные о нагрузке подвижного состава | ||||||||
Точка | 1 | х= | 27,46 | y= | 90,19 | |||
Точка | 2 | х= | 30,21 | y= | 90,19 | |||
Точка | 3 | х= | 33,62 | y= | 89,8 | |||
Точка | 4 | х= | 36,37 | y= | 89,8 | |||
Характеристика грунтов насыпи и основания | ||||||||
Об'емный вес | Коэф-т сцепл. | Угол вн. трения | ||||||
1 слой | 2 | 0 | 43 | |||||
2 слой | 1,79 | 0,05 | 38 | |||||
3 слой | 1,76 | 0,15 | 35 | |||||
4 слой | 1,87 | 0,69 | 12 | |||||
5 слой | 1,87 | 0,69 | 12 | |||||
6 слой | 1,89 | 0,89 | 14 | |||||
7 слой | 1,87 | 0,86 | 13 | |||||
8 слой | 1,87 | 3,50 | 13 |