Антонов ПЗХА (1230713), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Нижняя продольная дренажная траншея 2 выполнена вплотную с верхней продольной дренажной траншеей 1 в слое сезонного промерзания-оттаивания 10, контактируя в вечномерзлыми грунтами 11.

Верхняя и нижняя продольные дренажные траншеи 1, 2 контактируют по всей длине дренажной системы, образуя единую ступенчатую траншею 12.

На боковую ступенчатую грань траншеи 13 уложен водонепроницаемый экран 3 из водонепроницаемого геосинтетического материала, например геоспана.

При этом водонепроницаемый экран 3 контактирует с грунтом откоса со стороны земляного полотна 8 и дна нижней продольные траншеи 2, а также с грунтом откоса верхней продольной дренажной траншеи 1 со стороны земляного полотна 8.

По всему периметру единой ступенчатой траншеи 12 поверх водонепроницаемого экрана 3 уложен армирующий экран 4 из синтетического нетканого материала, например, канвалана.

Верхняя траншея 1 в нижней части заполнена фракционным дренирующим материалом, который уложен на синтетический нетканый материал 4 и обернут им с образованием дрены 14.

Верхняя продольная траншея 1 в уровне ступени единой ступенчатой траншеи 12, являющейся дном нижней продольной траншеи 2, перекрыта теплоизоляционным экраном 5 в уровне ступени 15, например из пенополистирола, и в уровне рельефа 7, выше теплоизоляционного экрана 5, заполнена водонепроницаемым слоем 6, например глинистым грунтом, образующим боковую стенку верхней продольной дренажной траншеи 2.

Верхняя продольная дренажная траншея 2 заполнена фракционным дренирующим материалом, например щебнем.

Дренажная система на вечномерзлых грунтах работает следующим образом. В летний период поверхностная вода, находящаяся в нижней продольной дренажной траншее 2, и надмерзлотная грунтовая вода, находящаяся в верхней продольной дренажной траншее 1, стекает на осушаемую территорию 9 с повышенной нагорной части рельефа 7. Водонепроницаемый экран 3 препятствует проникновению этих вод на осушаемую территорию. Воды перехватываются нижней и верхней продольными дренажными траншеями 1, 2 и отводятся за пределы осушаемой территории 9, не переувлажняя грунты слоя сезонного промерзания 10 и вечномерзлые грунты 11.

Воды в траншеях 1 и 2 смачивают, находящийся в них армирующий экран 4, который благодаря капиллярным свойствам геосинтетического нетканого материала постоянно находится во влажном состоянии. В летний и зимний период из-за разницы температур грунтов в верхней и нижней траншеях 1 и 2 происходит испарение влаги с поверхности армирующего экрана 4. Испарение влаги приводит к снижению температуры грунтов слоя сезонного промерзания 10 под нижней дренажной траншеей 2 и нижней траншеей 1.

Кроме того, в нижней траншее 2 в крупнопористых грунтах дрены 14 между ними и грунтами слоя сезонного промерзания 10, а также вечномерзлыми грунтами 11 происходит конвективный теплообмен. Наличие конвективного теплообмена приводит к изменению температуры крупнопористых грунтов дрены 14 синхронно с естественным изменением температуры грунтов слоя сезонного промерзания 10. Причем создаваемый температурный режим в грунтах дрены 14 сохраняется теплоизоляционным слоем 5, гидроизоляционным слоем 3 и геосинтетическим материалом 4.

Обеспечение одинаковой температуры в грунтах дрены 14 и в грунтах слоя сезонного промерзания 10 приводит к сохранению термодинамического равновесия в грунтах слоя сезонного промерзания 10 в радиусе действия дренажной системы 12.

Термодинамическое равновесие в грунтах в радиусе действия дренажной системы 12, расположенных в нагорной части рельефа (склона) 7 и в пределах осушаемой территории 9, приводит к стабильному состоянию этих грунтов без переувлажнения и нарушения их структуры.

В результате грунты дрены 14 и грунты слоя сезонного промерзания 10 работают как одно целое, что способствует сохранению целостности этих грунтов в течение длительного времени. Выветривание грунтов слоя сезонного промерзания 10 и вечномерзлых грунтов 11 происходит естественным образом и проявляется через срок в несколько десятков лет, который сопоставим со сроком этапного перевооружения железной дороги.

4.2 Выбранные варианты усиления земляного полотна

4.2.1 Проектные мероприятия по устранению деформаций, на ПК19247 – ПК19250+99,92 (Вариант 1)

Проектные мероприятия первого варианта предусматривают собой работы слевой и справой стороны насыпи, включая в себя:

- засыпка пазух и выравнивание территории около земляного полотна не дренирующим грунтом слева и справа на ПК19247-ПК19251;

- доведения отметок земляного полотна, до соответствующих нормам на ПК19247-ПК19251;

- отсыпка скальной обоймы на ПК19247-ПК19251;

- разработка сети водоотводных дренажей и канав на ПК19247-ПК19251;

- доведение ВСП до проектных отметок на ПК19247-ПК19251

Данный комплекс мероприятий, дает возможность воде беспрепятственно фильтроваться сквозь основание насыпи. Скальная обойма, отводит и перехватывает воду от земляного полотна. Продольный уклон обеспечит сток воды.

4.2.2 Проектные мероприятия по устранению деформаций, на ПК19251-ПК19255 (Вариант2)

Проектные мероприятия второго варианта предусматривают собой работы слевой и справой стороны насыпи, включая в себя:

- доведения отметок земляного полотна до соответствующих нормам на ПК19251-ПК19255;

- отсыпка скальной обсыпки, ПК19251-ПК19255;

- разработка сети водоотводных дренажей и канав на ПК19251-ПК19255

- доведение ВСП до проектных отметок на ПК19251-ПК19255.

Данный комплекс мероприятий, предусматривает отвод потока воды, в сторону русла реки.

4.2.3 Проектные мероприятия по устранению деформаций, на ПК19255-ПК19261 (Вариант 3)

Проектные мероприятия третьего варианта предусматривают собой работы слевой стороны насыпи, включая в себя:

-устройства водоотжимной бермы с укрепляющей композицией из минерального груна слева

- доведения отметок земляного полотна до соответствующих нормам на ПК19255-ПК19261;

- разработка сети водоотводных дренажей и канав на ПК19255-ПК19261;

- доведение ВСП до проектных отметок на ПК19255-19261.

Данный комплекс мероприятий, предусматривает отвод потока воды, в сторону русла реки

4.2.4 Проектные мероприятия по устранению деформаций, на ПК19261-ПК19268 (Вариант 4)

Проектные мероприятия четвертого варианта предусматривают собой работы слевой и справой стороны насыпи, включая в себя:

-устройства водоотжимной бермы с укрепляющей композицией из минерального груна слева

-отсыпка скальной «обоймы»

- доведения отметок земляного полотна до соответствующих нормам на ПК19255-ПК19261;

- разработка сети водоотводных дренажей и канав на ПК19255-ПК19261;

- доведение ВСП до проектных отметок на ПК19255-19261.

Данный комплекс мероприятий, предусматривает отвод потока воды, в сторону русла реки

4.2.5 Проектные мероприятия по устранению деформаций, на ПК19234+60,60 (Вариант 5)

Проектные мероприятия четвертого варианта предусматривают собой работы с левой и с правой стороны насыпи, включая в себя:

- доведения отметок земляного полотна до соответствующих нормам на ПК19234+60,60;

- устройство сети водоотводных дренажей и канавы на ПК19234+60,60;

-укладка трубы на ПК19234+60,60;

-укладка фильтрующей насыпи из гео-блоков “Сеткон” ПК19234+60,60;

- доведение ВСП до проектных отметок на ПК19234+60,60.

Данный комплекс мероприятий, предусматривает осушение территории около земполотна. Дает возможность воде беспрепятственно фильтроваться сквозь основание насыпи.

4.3 Методика расчета напряжений и нагрузок в основании земляного полотна

Расчет напряжений и нагрузок в активной зоне земляного полотна ведется по расчетной модели упругого деформированного слоистого полупространства ограниченной мощности (рисунок 4.1.). В этом случае поверхность грунта оседает как в пределах площади загрузки, так и за её пределами, причём кривизна прогиба зависит от механических свойств грунтов и мощности сжимаемой толщи основания. Размер слоистого массива огранивается снизу границей активной зоны или границей многолетнемерзлого грунта.

Рисунок 4.1 Схема расчетной модели упругого деформированного полупространства

Расчет напряжений σ_z выполняется с учетом реальных условий отжатия воды (дренирования) от действия полосовой равномерно распределенной нагрузки ограниченной ширины для точек, расположенных по оси расчетного поперечника земляного полотна. За основную схему принимается прямоугольная форма нагружения с удельным значением предельно допустимой нагрузки p_вн на основную площадку и шириной действия в уровне основной площадки земляного полотна b_вс.

Схема для расчетов напряжений и нагрузок в активной зоне земляного полотна_. приведена на рисунке 4.2.

Значение b_вс определяется по таблице П.1.1. Руководства /4/, ширина действия нагрузки на нижележащие слои грунта b_i определяется по формуле:

b_i = b_вс + 2*z_i*tg φ_i или b_i = b_i-1 + 2*z*tg φ_i (4.16)

где z_i – мощность i-го слоя, в котором действует нагрузка, м; φ_i– угол внутреннего трения i ‑го грунта слоя, в котором действует нагрузка, град.;

Напряжения в точках осевого створа расчётного поперечника земляного полотна от прямоугольной эпюры нагрузки интенсивностью p_i, распределённой на участке b_i в слое i на глубине z_i определяются по формулам:

- до уровня подошвы земляного полотна ( z ≤:h):

(4.17)

- ниже уровня подошвы земляного полотна:

(4.18)

где: р_i ‑ удельное значение нагрузки, Мпа, действующей на i слой грунта земляного полотна, расположенный на глубине z от уровня приложения нагрузки; b_i – ширина полосовой нагрузки, м, действующей на i–й слой грунта земляного полотна; z_i – глубина расположения i-го слоя грунта земляного полотна от уровня приложения нагрузки, м; h – высота тела земляного полотна от уровня поверхности земли,м; µ_i – коэффициент поперечного расширения i-го слоя грунта земляного полотна; – удельный вес i-го слоя грунта, кН/м³, расположенный на глубине z от уровня приложения нагрузки;

Для определения условий работы активной зоны земляного полотна на заданный срок эксплуатации сооружения производят прогнозирование температурно-влажностных условий работы грунтов на основе теплотехнического расчета согласно СНиП 2.02.04-88.

По результатам прогноза принимается решение о состоянии грунтов (в т.ч. мерзлом или талом), для которого определяется величина критической нагрузки. При отсутствии данных теплотехнического расчета за предельные можно принять значения физических свойств данного вида грунтов в талом состоянии при влажности грунта на границе пластичности.

При наличии в основании водонасыщенных талых грунтов, в которых имеется избыточное поровое давление, вызывающее пластическое течение грунтов под краями загруженной полосы на глубину z_max удельный вес грунта следует принимать с учетом взвешивающего действия воды

Величина начальной критической нагрузки слоя грунта Rn определяют по формуле:

(4.19)

где:

– удельный вес i-го слоя грунта, кН/м³, расположенный на глубине z от уровня приложения нагрузки;

z_i – мощность i-го слоя грунта, в котором действует нагрузка, расположенного ниже оси y - уровня приложения нагрузки,м;

dᵢ – мощность i-го слоя грунта тела земляного полотна, расположенного ниже уровня поверхности земли, м;

сᵢ– удельное сцепление i-го слоя грунта, в котором действует нагрузка, кПа

Характеристики

Список файлов ВКР