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

Текст из файла (страница 2)

Условия питания подземных вод также не способствует накоплению подземных вод. Хотя общее количество атмосферных осадков велико, они большей частью носят ливневый характер, что при значительной расчлененности рельефа приводит в основном к поверхностному стоку. В связи с такой неравномерностью распределения осадков в течение года, режим подземных вод непостоянен. Зимой, в связи с прекращением питания и в летнее – осеннее время, когда осадков в отдельные годы мало, запасы истощаются, и породы на многих участках дороги оказываются практически безводными.

По условиям залегания могут быть выделены следующие типы вод: верховодка, грунтовые воды, трещинные воды коренных пород.

Верховодка в районе работ имеет ограниченное распространение, она появляется в период дождей в нижних частях склонов и насыпей[21].

Грунтовые воды имеют небольшое распространение и приурочены к долине реки Косая, питание их происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков и подпитки с нижележащего водоносного горизонта. Водовмещающими грунтами являются гравийные или суглинистые отложения.

По химическому составу вода гидрокарбонатно – кальциево – натриево – магневая с жесткостью 1,6 и уровнем кислотности рН-7,7.

Трещинные воды образуют в районе исследований единый водоносный горизонт, приуроченный к зоне выветривания алевролитов и аргелитов. Глубина залегания, мощность и степень водообильности горизонта сильно изменяется в зависимости от рельефа и кровли коренных пород. Зеркало этих вод повторяет форму рельефа. Область питания носит местный характер и в региональном плане совпадает с областями разгрузки, потоки направлены от гребней водоразделов к долинам, которые их дренируют. Пористость обводненных пород небольшая (8-15%), поэтому их фильтрационные свойства определяются в основном степенью трещиноватости. Воды по своему химическому составу гидрокарбонатно – кальциево – натриевые с жесткостью 2,7 и уровнем кислотности рН-8,5.

1.3 Рельеф и растительность

Участок модернизируемого железнодорожного пути расположен в южной части западного побережья острова Сахалин (восточное побережье Татарского пролива, Японское море, рис.1.1). Административно участок проектирования относится к Холмскому району Сахалинской области. Объект приурочен к участку железной дороги, перегон жд ст.Чехов – жд ст.Пионеры.

В структурном плане участок проектирования относится к Западно-Сахалинскому региону или Западно-Сахалинской структурно-фациальной зоне. Основной структурой региона является Западно-Сахалинский антиклинорий, к ядру которого приурочены сильно дислоцированные меловые песчаники и алевролиты, а к крыльям осадки палеогена и неогена.

В геоморфологическом отношении участок проектирования относится к зоне низких и средних гор Западного Сахалина и к району горных возвышенностей и межгрядовых понижений Синегорско-Томаринского района.

Рис.1.1. Расположение участка проектирования

Участок проектирования представляет собой участок морского побережья, со стороны суши ограниченный крутыми, расчлененными эрозионными процессами, склонами средне высотных гор. Поверхность склонов осложнена следами проявления обвально-осыпных процессов. Большая часть поверхности склонов скреплена травянистой растительностью (рис.1.2).

а б

Рис.1.2.Характер склонов участка проектирования: а – вершинный части склонов,б – подножия склонов

В подножии склона расположена дорожная насыпь железнодорожного пути. На отдельных участках береговой полосы встречаются песчано-гравийные пляжи.

1.4 Описание участка проектирования

Неустойчивый участок однопутной железной дороги расположен на перегоне Пионеры – Чехов Южно-Сахалинской дистанции инфраструктуры.

Участок представлен насыпями с минимальной высотой 12м и максимальной высотой 17,5 м.

На данном участке наблюдается деформация откоса земляного полотна, в виде потери устойчивости земляного полотна. Такие деформации откосов земляного полотна возникают при нарушении их устойчивости, вызванные различными причинами, либо являются следствием эрозионных процессов. Это может привезти к оползанию откосов, при общей устойчивости или к сплыву, тогда толщина смещающихся масс будет составлять от 1 до 2 м, что характерно для высоких насыпей (высотой более 6м). При оползании откоса насыпи происходит отслоением от насыпи откосной части с захватом основной площадки до концов шпал или даже до оси пути и смещения грунта к подошве откоса. Иногда оползание откосов может происходить с захватом основания[1].

Так как данная насыпь находится в состоянии предельного равновесия, то для нее требуются противодеформационные мероприятия, устраиваемые при недостатке устойчивости откосов.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА И ОСНОВАНИЯ

2.1 Расчеты устойчивости по круглоцилиндрической поверхности возможного смещения

Расчеты устойчивости выполняются для определения прочностных параметров (угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта), для этого используется методика профессора Шахунянца.

Потеря общей устойчивости земляного полотна является аварийной деформацией и связана со смещением больших грунтовых массивов, при которой, как правило, исключается возможность эксплуатации земляного полотна до его восстановления.

Ввиду серьезности последствий нарушения устойчивости ее расчетам должно предаваться особое значение. Устойчивость откосов земляного полотна и склонов, на котором оно расположено, должна проверяться при различных случаях индивидуального проектирования. Таким образом, расчеты устойчивости являются необходимым мероприятием.

Расчет устойчивости насыпи графоаналитическим методом, выполняется с учетом поездной нагрузки. Расчетом определяется коэффициент устойчивости насыпи [27].

Расчет устойчивости производится графоаналитическим методом для 1 погонного метра длины насыпи. Устойчивость откосов насыпи оценивается коэффициентом устойчивости , который определяется делением моментов сил, удерживающих откос от смещения, на моменты сил, вызывающих сдвиг. Моменты сил берутся относительно центра кривой возможного смещения [15].

, (2.1)

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.

В железнодорожном строительстве считается, что насыпь устойчива при значении  1,2. Согласно [22] табл.Б.2.1 Приложения Б при поиске наиболее опасной призмы обрушения за критерий устойчивости принят коэффициент устойчивости K = 1.20 для дорог I и II категории.

2.1.1 Учет нагрузок

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

, (2.2)

, (2.3)

где – интенсивность равномерно распределенной временной нагрузки от подвижного состава, = 79,1 кПа; – интенсивность равномерно распределенной постоянной нагрузки от верхнего строения пути, = 15 кПа; – средний удельный вес грунта насыпи, _н=19,4 кН/м³.

Ширина столбика грунта с высотой назначается равной длине шпалы т.е. = 2,7 м, а столбика грунта с высотой принимается равной средней ширине балластной призмы = 4,6 + 4,1 = 8,7 м.

2.1.2 Определение расчетных характеристик грунта земляного полотна

К расчетным характеристикам грунта относятся: удельное сцепление c, коэффициент внутреннего трения f, удельный вес грунта .

Характеристики грунта насыпи:

1. Удельное сцепление грунта насыпи = 14,71 кПа;

2. Угол внутреннего трения грунта насыпи = 17;

3. Коэффициент внутреннего трения грунта насыпи

, (2.4)

где – угол внутреннего трения грунта насыпи;

4.Удельный вес грунта насыпи = 18,5 кН/м3.

Характеристики грунта основания:

1. Удельное сцепление грунта насыпи = 14 кПа;

2. Угол внутреннего трения грунта насыпи = 14;

3. Коэффициент внутреннего трения грунта насыпи

, (2.5)

где – угол внутреннего трения грунта насыпи;

4.Удельный вес грунта насыпи = 18,15 кН/м3.

Схема к расчету устойчивости откосов насыпи графоаналитическим методом приведена на рис.2.1.

Рис.2.1. Схема расчета устойчивости откоса насыпи графоаналитическим способом

Кривая смещения проведена через подошву низового откоса и точки на основной площадке земляного полотна.

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.

Кроме того определены производные величины: sin_i, cos_i; силы: F_i, Q_i, C_i, T_уд, Т_сдв.

2.1.3 Анализ результатов расчета устойчивости. Принятие мер по обеспечению устойчивости откосов

Коэффициент устойчивости для кривой смещения определен по формуле (2.1). Так как коэффициенты получились меньше единицы, то сначала необходимо откорректировать расчетные характеристики грунта насыпи ( и ), таким образом, чтобы К_уст = 1.

Приняты:

Характеристики

Список файлов ВКР