Диплом Ельцов ДВ (1207704), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Рис.3.14.Минимальный коэффициент устойчивости

Коэффициент устойчивости K = 1.20.

3.2.2 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля насыпи, усиленной бермой КМ120 ПК6

Сформирована исходная модель земляного полотна, основания и бермы включающая четыре макроэлемента: основание, земляное полотно, балластную призму и шпалу.

Физико-механические характеристики грунтов задавались по материалам инженерно-геологических изысканий. Прочностные характеристики (угол внутреннего трения и удельное сцепление) приняты в соответствии с ручными расчетами методом Г.М. Шахунянца (С = 17 кПа, φ = 22,85 ). Физико-механические характеристики приведены в табл. 2.5.

Исходные макроэлементы разбиты сеткой конечных элементов. Общее количество конечных элементов – 566. Минимальный размер 0,4 м, максимальный размер 4м.

Макроэлементы разбивалась так, чтобы конечные элементы были максимально близки по форме к равностороннему треугольнику.

К шпале прикладывается распределенная нагрузка, ее интенсивность равна 100 кПа.

Расчетная модель приведена на рис.3.15.

Рис.3.15.Расчетная модель

Был выполнен расчет по 100 вариантам положения поверхности смещения (рис.3.16), из них программой выбран вариант с минимальным коэффициентом устойчивости (рис.3.17).

Рис.3.16.Расчет по множеству вариантов поверхности смещения

Рис.3.17.Минимальный коэффициент устойчивости

Коэффициент устойчивости K = 1.37.

3.2.3 Расчет устойчивости откоса насыпи поперечного профиля насыпи, усиленной бермой КМ120 ПК4

Сформирована исходная модель земляного полотна, основания и бермы включающая четыре макроэлемента: основание, земляное полотно, балластную призму и шпалу.

Физико-механические характеристики грунтов задавались по материалам инженерно-геологических изысканий. Прочностные характеристики (угол внутреннего трения и удельное сцепление) приняты в соответствии с ручными расчетами методом Г.М. Шахунянца (С = 17 кПа, φ = 22,85 ). Физико-механические характеристики приведены в табл. 2.5.

Исходные макроэлементы разбиты сеткой конечных элементов. Общее количество конечных элементов – 566. Минимальный размер элемента – 0,4 м, максимальный размер элемента – 4м.

Макроэлементы разбивалась так, чтобы конечные элементы были максимально близки по форме к равностороннему треугольнику.

К шпале прикладывается распределенная нагрузка, ее интенсивность равна 100 кПа.

Расчетная модель приведена на рис.3.18.

Рис.3.18.Расчетная модель

Был выполнен расчет по 100 вариантам положения поверхности смещения (рис.3.19), из них программой выбран вариант с минимальным коэффициентом устойчивости (рис.3.20).

Рис.3.19.Расчет по множеству вариантов поверхности смещения

Рис.3.20.Минимальный коэффициент устойчивости

Коэффициент устойчивости K = 1.53.

План приведен на рис.3.21.Поперечные профили с проектным положением бермы приведены на рис.3.22-3.24.

Рис.3.21.План размещения бермы на участке КМ120 ПК9 – КМ 121 ПК4

Рис.3.22.Поперечный профиль насыпи, усиленной бермой КМ 120 ПК 9

Рис.3.23.Поперечный профиль насыпи, усиленной бермой КМ 121 ПК 2

Рис.3.24.Поперечный профиль насыпи, усиленной бермой КМ 121 ПК 4

3.3 Расчет и проектирование буроинъекционных свай

При проектировании на оползневом массиве поддерживающего сооружения, состоящего из свай, расстояние b между ними может определяться по теории арочного эффекта при достаточной прочности грунта, или по теории пластичности при грунтах с низкими прочностными характеристиками (пластичные грунты).

При правильно определенном b грунт между элементами продавливаться не должен, так как образуется несущее тело, которое включает в себя удерживающие элементы и грунт, находящийся между ними. Таким образом, сваи с заключенным между ними грунтом работают совместно как единая свайно-грунтовая стена.

Если поддерживающее сооружение состоит из двух или более рядов свай, то они также вместе с грунтом между ними работают как единая конструкция, и оползневое давление равномерно распределяется на элементы каждого ряда.

На рис.3.25показана расчетная схема противооползневой свайной удерживающей конструкции. Оползневое давление Е_оп, (кН/м), определяется по формуле (3.1) с учетом пассивного давления устойчивых отсеков, находящихся ниже передней грани удерживающей конструкции. Если отсеки, находящиеся ниже передней грани удерживающей конструкции, сами не устойчивы, то при определении Е_оп они не учитываются.

Рис.3.25.Расчетная схема удерживающей конструкции из двух рядов свай: h_ср – мощность сползающего слоя грунта перед конструкцией; l_o = (1/3)h_ср - расстояние приложения давления Е_оп от поверхности сдвига; а = М_max/E^/_оп – расстояние от условной заделки свай до уровня приложения силы E^/_оп;h–длина свай в неустойчивом грунте; h₁–глубина погружения свай в устойчивый грунт; b–расстояние между сваями в ряду; E^/_оп – оползневое давление, приходящееся на один удерживающий элемент (сваю)

E^/_оп определяется по формуле:

E_оп = , (3.1)

где заданный коэффициент устойчивости, , тангенциальные составляющие веса отсеков, направленные соответственно в сторону сдвига и в противоположную сторону, кН; сила трения в i-м отсеке, кН; сила сцепления в i-м отсеке, кН.

3.3.1 Определение расстояния между сваями

По теории арочного эффекта критическое расстояние между сваями можно определить по формуле (3.2).

, (3.2)

где величина, от которой зависит стрела подъема предполагаемой арки b, средневзвешенные для всех слоев грунта, слагающих толщину , соответственно удельное сцепление и угол внутреннего трения; толщина слоя сползающего грунта перед свайным рядом, м; α угол наклона поверхности сдвига грунта к горизонтали в расчетном сечении; E_оп оползневое давление в расчетном сечении, кН/пог.м.

. (3.3)

Рис.3.26. Схема расчета свайного удерживающего сооружения по теории арочного эффекта

На рис.3.26, α давление на арку q_v = E_оп, кН/пог. м, а реакция на опорах R_vи распор R_h определяется по формулам

, . (3.4)

Стрела подъема арки fможет быть определена по формуле

f = b. (3.5)

В формуле (3.5) выражение, представлено дробью, - величина определяемая по формуле (3.3), следовательно, f = b.

3.3.2 Расчет сваи на действие горизонтальной силы

Этот расчет является одним из самых важных при проектировании противооползневых конструкций глубокого заложения.

До расчета сечения железобетонной сваи на прочность при действии на нее горизонтальной силы необходимо ориентировочно определить глубину заделки свай в устойчивый грунт h₁.

, (3.6)

где и начальные усилия, действующие на каждую сваю, соответственно, перерезывающая сила и изгибающий момент, определяемые по формулам

, (3.7)

(3.8)

где l₀ – плечо приложения равнодействующей оползневого давления определяется как

, (3.9)

где расчетная ширина сваи (при квадратном сечении размер сторон квадрата); сопротивление грунта при действии на него горизонтального давления, определяется по формуле

, (3.10)

где – коэффициенты = 1, и угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта заделки сваи (ниже поверхности сдвига); удельные вес грунта, средневзвешенный в слое , кН/м³; – глубина от естественной поверхности земли до уровня, где определяется R_z, .

Рассмотренный способ вычисления h₁ хоть и является приближенным, позволяет иметь конкретную глубину заделки свай и их длину в начале последующего расчета.

После определения h_1, глубина заделки сваи проверяется при выполнении полного расчета сваи на горизонтальную нагрузку.

Прежде чем приступить к расчету железобетонной сваи на прочность при изгибе, следует определить оползневое давление, которое будет действовать на одну сваю . Для этого надо определиться со схемой размещения свай на оползневом участке. Потребное количество свай определенного поперечного сечения можно найти, зная допускаемую горизонтальную нагрузку Р_г на сваю, которую можно принять согласно [11] по табл. 1.

Сваи на оползневых массивах обычно размещают в два ряда с шахматным расположением.

Суммарное оползневое давление определяется как

, (3.11)

где L ширина оползневого массива, м.

Количество свай на оползне

. (3.12)

При размещении свай в два ряда, в одном ряду будет n/2 свай.

Расстояние между сваями в ряду, м, определяется по формуле

. (3.13)

Окончательное расстояние уточняется после сравнения с b, полученным по формуле (3.2), оно должно быть .

Минимально допустимое расстояние между осями забивных свай в ряду равно 3d. Установив расстояние b между сваями в ряду, определяем .

. (3.14)

Приведенная глубина забивки свай в устойчивый грунт определяется по формуле

= , (3.15)

Характеристики

Список файлов ВКР