диплом (1201881), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

На данном участке возможен сплыв земляного полотна, наблюдаются просадки до 20 мм.

4.1 Расчет устойчивости откоса насыпи.

Расчетом устойчивости определяется возможность грунта насыпи сопротивляться деформациям сдвига части его по наклонной поверхности под действием силы веса этой части грунта, а также других сил (сейсмической, гидродинамической).

Сопротивление грунта сдвиговым деформациям по какой-то поверхности зависит от его состояния у этой поверхности (плотности и влажности) и определяется сдвиговыми характеристиками: углом внутреннего трения и удельным сцеплением . Грунт тела насыпи и основания на участке – суглинок.

Расчет устойчивости откоса, сложенных однородными связанными грунтами, выполнен графоаналитическим методом в предположении, что поверхность смещения кругло-цилиндрическая [12].

4.1.1 Определение расчетных характеристик грунта насыпи и основания после подтопления ливневыми осадками

Для грунта насыпи, расположенного между линией среднего уклона кривой депрессии I₀ и основанием насыпи, вследствие насыщения его водой, характеристики изменяются следующим образом:

- коэффициент внутреннего трения водонасыщенного грунта составляет ;

- удельное сцепление водонасыщенного грунта ориентировочно уменьшается в два раза, ;

- удельный вес грунта определяется с учётом взвешивающего влияния воды, находящейся в пора грунта, на его минеральные частицы по формуле:

( 4.1)

где и - удельные веса соответственно скелета грунта насыпи и воды, кН/м³ ;

- средний коэффициент пористости грунта насыпи.

Значение коэффициента пористости можно определить по формуле:

(4.2)

где - удельный вес сухого грунта насыпи, кН/м³,

(4.3)

где W_Н - весовая влажность грунта насыпи, %.

Для грунта основания насыпи после паводка характеристики определяются: коэффициент внутреннего трения , удельное сцепление . Удельный вес грунта основания принимается без учёта взвешивания водой, так как грунт находится в плотном естественном залегании.

кН/м³

кН/м³

Таблица 4.1 - Характеристика грунтов

4.1.2 Учет нагрузок на насыпь.

При расчёте устойчивости насыпи давления на основную площадку от подвижного состава (кПа) и от верхнего строения пути (кПа) заменяются эквивалентными столбиками грунта высотой и (м).

; (4.4)

Значение для конструкции пути с рельсами Р-65 и железобетонными шпалами =16 кПа.

Ширина эквивалентных столбиков грунта В_п =2,75 м и В_в.с. =4,60 м.

Значение Р_п – взято применительно к обращающемуся на участке подвижному составу, равным 76кПа [12].

м; (4.4)

м. (4.4)

4.1.3 Определение коэффициента устойчивости откоса насыпи.

Устойчивость откоса насыпи оценивается коэффициентом устойчивости, который определяется делением моментов сил, удерживающих грунт откоса от смещения, на моменты сил, вызывающих сдвиг грунта. Моменты сил берутся относительно центра кривой возможного смешения. Расчет коэффициента устойчивости выполняется по формуле:

, (4.5)

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;

Д – гидродинамическая сила.

Гидродинамическую силу определяют по формуле:

, (4.6)

где – удельный вес воды, =9,81 кН/м³;

I₀ – средний уклон кривой депрессии, принят по литературным данным

равным 0,04 ‰ [12].

V – объем грунта, в котором действует сила Д, определяется по формуле:

(4.7)

Расчет коэффициента устойчивости откоса насыпи ведется в табличной форме. В таблице 5.2 приведен расчет по кривой с центром О₃ с полученным коэффициентом устойчивости К_уст = 0,76 (рис.4.1).

В действительности К_уст не может быть меньше единицы. Принимаем К_уст = 1, соответствующий предельному состоянию. На основе формулы (4.5) выполняем расчет соответствующих этому состоянию характеристик грунта насыпи С и ƒ. Полученные значения применяем в последующих расчетах мероприятий по стабилизации земляного полотна с обеспечением К_уст = 1,2.

К таким мероприятиям в данных условиях можно отнести:

- предотвращение подтопления нижней части тела насыпи и грунтов в её основании устройством нагорной водоотводной канавы на достаточном удалении от подножия откоса насыпи;

- понижение уровня грунтовых вод устройством дренажа с верховой стороны откоса насыпи;

- устройство контрбанкета со стороны низового откоса насыпи.

4.2 Проектирование дренажа

Основные принципы проектирования и расчета дренажа и его элементов сводятся к решению следующих вопросов:

- выбор типа дренажа и места его заложения;

- определение глубины заложения и уточнение типа дренажа;

- проектирование трассы и продольного профиля дренажа;

- расчет расхода воды в дренаж;

- подбор диаметра дренажной трубы.

Расчет проведен по методике, изложенной в работе [12]. Расчетная схема представлена на рисунке 4.1. Исходные данные приняты соответственно климатическим, геологическим и гидрологическим условиям местности. По результатам расчетов принят односторонний совершенный дренаж глубиной 2,5 метра с диаметром дренажной трубы 150 мм. Устройство его должно предотвратить переувлажнение грунтов насыпи и его основания.

Рисунок № 4.0. - Схема закюветного одностороннего совершенного дренажа.

После расчетов по проектированию дренажа произведен перерасчет устойчивости откоса насыпи с учетом предотвращенного увлажнения грунтов. Результаты его приведены в таблице№ 4.2. Получено значение К_уст = 1,28, свидетельствующее о стабильности откоса насыпи.

4.3 Проектирование контрбанкета

Для усиления откосов земляного полотна предусматривается устройство контрбанкетов – наиболее распространенные поддерживающие сооружения. Размеры и конфигурация контрбанкетов определяются расчетами устойчивости откоса: повышение их устойчивости обеспечивается за счет повышенного веса материала контрбанкета и, главное, увеличение сопротивлению сдвигу в пределах части поверхности смешения.

В качестве усиления откоса предусматривается одноступенчатый контрбанкет из крупнообломочного грунта с удельным весом 18 кН/м² и углом внутреннего трения =35⁰. Ширина контрбанкета по верху 4 метра, высота от основания 2,7 метра (рисунок № 4.2.).

Расчет устойчивости откоса с контрбанкетом представлен в таблице №4.3. Устройство контрбанкета обеспечивает коэффициент устойчивости К_уст = 1,21.

№№ отсеков	Хi,м	sini=Хi/R3	cosi	i,м2	 ,i ,м2	io,м2	Qiн=I *gн,кН	Qiн=I* gн,кН	Qiо=iо*gо,кН .,,н,кН	Qi= Qiн+ Qiн+ Qiо, кН	Ni= Qi * cosI, кН	Fi= Ni . fн, кН	Fi= Ni . fн, кН	Fiо= Ni . fо, кН	li,м	сi=li.сн ,кН	сi=li.сн ,кН	сiо=li.со ,кН	Тсдв i= Qi . sinI , кН	Туд i= Qi . sinI , кН	Д=Si*gвJo, кН	Куст
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	110	15	16	17	18	19	20	21	22	23
1	10,5	0,69	0,72	1,37			25,62			25,62	18,52	6,67			1,3	26			17,70		6,10	0,76
2	9	0,59	0,81	12,8			239,36			239,36	192,89	69,44			2,3	46			141,7
3	7,3	0,48	0,88	9,9	1,99		185,13	18,30		203,43	178,43		4,94		2,1		21		97,70
4	5,6	0,37	0,93	4	0,64	1,36	74,80	5,89	26,93	107,61	100,04			7,67	1,8			20,7	39,65
5	3	0,20	0,98	10,45	4,1	1,68	195,42	37,70	33,26	266,38	261,14			9,48	4,2			48,3	52,58
6	0,4	0,03	1,00		0,65	0,2		5,98	3,96	9,94	9,93			1,13	0,7			8,05	0,26	0,26
7	-1,1	-0,07	1,00		2,99	2,31		27,50	45,74	73,23	73,04			13,0	2,1			24,15
Сумма					10,37							76,11	4,94	18,2		72	21	77,05	349,6	0,26

Таблица 4.2 - Расчет коэффициента устойчивости откоса насыпи.

Характеристики

Список файлов ВКР