Определение требуемой плотности грунта насыпи и проектирование защитного слоя

Требуемая минимальная плотность сложения сухого грунта r_d, г/см³, т/м³, должна быть такой, чтобы грунт насыпи при воздействии временных поездных нагрузок работал практически в упругой стадии.

Требуемую в земляном полотне для песчаных и глинистых грунтов плотность сложения сухого грунта r_d определяют по формуле:

, (1.1.1)

где k – минимальный коэффициент уплотнения, для верхней, для нижней части, зависящий от категории дороги см. табл.5.4 стр.297 [1];

- максимальная плотность сухого грунта, т/м³.

Таким образом:

т/м³

т/м³

Плотность грунта насыпи с учётом влажности определяется по формуле:

; (1.1.2)

где: - оптимальная влажность.

т/м³

т/м³

Удельный вес грунта насыпи определяется по формуле:

; (1.1.3)

кН/м³

кН/м³

кПа,

Удельный вес грунта для зоны капиллярного поднятия определяется по формуле:

,(1.1.4)

где - удельный вес частиц грунта, =27,4 кН/м³;

e - коэффициент пористости.

Коэффициент пористости равен:

, (1.1.5)

.

кН/м³.

кПа,

Удельный вес грунта для зоны водонасыщенного состояния определяется по формуле: ; (1.1.6)

,

.

кН/м³.

кПа,

Удельный вес грунта в зоне основания насыпи определяется по формуле

;

,

.

кН/м³

Защитный слой – слой дренирующего грунта, который должен иметь соответствующий коэффициент уплотнения и толщину такую, чтобы под ним не возникали пластические деформации.

Защитный слой укладывается под основную площадку для предотвращения пучения.

Для определения толщины защитного слоя, необходимо найти точку пересечения зависимостей по глубине: величины критической нагрузки и суммарных действующих сжимающих напряжений .

Рис 1.1.1. Расчетная схема для определения толщины защитного слоя.

Определение суммарных сжимающих напряжений .

,

где: - напряжения, возникающие в насыпи от подвижного состава,

- напряжения, возникающие в насыпи от верхнего строения пути,

- напряжения, возникающие в насыпи от выше лежащих слоев грунта,

.

, - коэффициент затухания напряжения соответственно от подвижного состава и верхнего строения пути, табл.п.5.2 стр.346 [1].

Точка 0.

кПа; кПа;

кПа.

Точка 1.

;

кПа;

;

кПа;

м,

кПа;

кПа.

Точка 2.

;

кПа;

;

кПа;

м,

кПа;

кПа.

Толщина защитного слоя из условия прочности определяется исходя из формулы Пузыревского.

При условии, что :

. (1.1.7)

где: - расчетное сцепление грунта;

- угол внутреннего трения, рад;

- удельный вес i-го слоя грунта;

- глубина залегания расчетной точки.

Величина является полным напряжением, действующим на глубине h.

Прочностные характеристики грунта принимают минимально возможными с учетом снижения сцепления в период оттаивания.

Расчетное сцепление грунта рассчитываем по формуле:

, (1.1.8)

где - теоретическое сцепление талого грунта, ;

- коэффициент снижения сцепления после оттаивания, ;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности грунта, ;

- интенсивность пучения, ;

- толщина защитного слоя;

- оптимальная влажность, ;

- влажность на пределе раскатывания, .

кПа.

Определение величины критической нагрузки .

Точка 0.

;

рад;

кН/м³;

кПа.

Точка 1.

м;

рад;

кН/м³;

кПа.

Точка 2.

м;

рад;

кН/м³;

кПа

Рис. 1.1.2. График зависимости величины критической нагрузки и суммарных действующих сжимающих напряжений от глубины.

Из графика (рис.1.1.2) следует, что толщина защитного слоя из условия прочности глинистых грунтов защитного слоя составляет:

Дата добавления: 2015-07-20