Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение
![]()
|
Таблица 4 Расчет устойчивости откоса насыпи
1.5.1 Определяем расчетные характеристики грунта насыпи и основания с учетом водонасыщения и подтопления Определяют расчетные характеристики грунтов насыпи с учетом водонасыщения их в зоне подтопления. При этом учитывают, что при водонасыщении грунты существенно снижают прочностные характеристики и взвешиваются водой в затопленной зоне насыпи. а) характеристики грунта тела насыпи выше границы подтопления, то есть выше кривой депрессии (слой 1) принимается по данным расчета плотности и по исходным данным. ![]() где ![]() ![]() ![]() б) характеристики грунта тела насыпи в зоне гравитационных вод (слой 2). ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() в) характеристики грунта основания насыпи (слой 3) берем из исходных данных с учетом водонасыщения в зоне затопления. ![]() Значение коэффициента пористости грунта основания ![]() ![]() Для этого определяем напряжения от грунта бермы. бермы = 12,49 м ![]() ![]() находим e¢¢¢ по компрессионной кривой (ветвь нагрузки) ![]() ![]() ![]() ![]() .5.2 Определяем высоту столбика грунта заменяющего вес верхнего строения пути ( РВС ) и поездную нагрузку ( РО ) ![]() ![]() 1.5.3 Определение коэффициента устойчивости откоса насыпи Намечаются точки, через которые пройдут возможные кривые обрушения. Подошва насыпи т.А и точка на основной площадке Б. Расчет ведется по кривой АБ .Находим центр кривой обрушения. Для этого соединяют точки А и Б прямой АБ и из середины отрезка середины отрезка восстанавливаем перпендикуляр, являющийся линией центра кривой обрушения. Затем проводят вспомогательную прямую под углом 36о к поверхности фиктивного столбика грунта. Точка О является точкой центра кривой обрушения. Из этого центра проводят дугу АБ радиусом R. Полученный блок разбивают на отсеки шириной 5 м. В каждом отсеке определяют длины их оснований l, площади частей отсека ![]() ![]() ![]() При определении синуса угла sin ![]() Коэффициент устойчивости К подсчитывается по формуле: ![]() ![]() Коэффициент устойчивости 1< К < 1,5 следовательно, насыпь находится в зоне предельного равновесия. Расчеты проводятся в табличной форме (табл.4). Сопротивление грунта сдвигу оценивается коэффициентом устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта Кдин: Кдин = ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Так ![]() ![]() ![]() ![]() то крутизна откосов выше берм принимается на 0,25 положе нормативной крутизны. 1.6 Определение границ укрепления откосов, проектирование типа и конструкции укрепления С целью предохранения откосов земляного полотна от разрушающего воздействия природных факторов применяют укрепительные и защитные устройства. Укрепления подтопляемых откосов выбирается в зависимости от расчетной скорости течения водотока V и от расчетной высоты волны h. Для укрепления подтопляемых откосов, как правило, применяют бетонные и железобетонные плиты, каменную наброску и др. .6.1 Укрепление из бетонных и железобетонных плит Большое достоинство этого вида укрепления в возможности комплексной механизации строительно-монтажных работ и снижении трудоемкости, а так же сроков строительства. В данном курсовом проекте принимаем укрепление из железобетонных плит размером: 1,0Ч1,0 м, толщина плиты = 10-20 см, допускаемая скорость течения воды = 6 м/с, допускаемая высота волны = 0,8-1,5 м (по заданию высота волны = 0,77 м), объем одной плиты = 0,15-0,30 м3. Толщина плит по условию устойчивости определяется по формуле: ![]() где В - длина ребра плиты в направлении нормальном урезу воды В = 0,75; ![]() ![]() ![]() ![]() h - высота расчетной волны, h = 0,86 м; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() m - заложение откоса бермы, m = 2 ![]() Зерновой состав и толщина обратного однослойного фильтра, препятствующего выносу частиц грунта насыпи, определяются по формуле: ![]() ![]() ![]() где в - ширина открытого шва сборных плит, в = 1 см. Определяем толщину обратного фильтра: Обратный фильтр состоит из слоя щебня или гравия с действующим диаметром частиц при коэффициенте неоднородности от 5 до 6, и его толщина должна быть равной ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() .6.2 Укрепление откосов каменной наброской Укрепление откосов насыпей каменной наброской не требует ручного труда и может быть механизировано, что дает возможность укреплять таким способом большие поверхности откосов насыпей, дамб и берегов. В каменной наброске укладываются не менее двух слоев камня. Более крупный камень располагается в верхнем слое. Расчетный вес камней верхнего слоя наброски определяется по формуле: ![]() где gк - объемный вес камня, gк = 2,6 т/м3; kк - 1,5 для сортированных камней; m - коэффициент, учитывающий форму камня, m = 0,025; h - высота расчетной волны h = 0,86 м; λ - длина расчетной волны λ = 9,8 м. ![]() Расчетный размер камня верхнего слоя определяется по формуле: dр-1=1,2408´ ![]() dр-1 =1,2408´ ![]() Расчетный размер камня в нижнем слое определяется по формуле: dр-2 = 0,37´ dр-1 (23) d р-2 =0,37´0,143 = 0,05291 м Толщина каждого слоя каменной наброски ti определяется по формуле: t =а´ dm-i, (24) где а - коэффициент, принимаемый равным 2. для первого слоя t1= 2´0,143 = 0,286 м для второго слоя t2= 2´0,05291 = 0,106 м общая толщина наброски: t = t1+t2 = 0,286+0,106 = 0,39 м Наброска укладывается на слой обратного фильтра. Определяем толщину обратного фильтра: ![]() dФ = dр-2 /5 = 0,05291/5 = 0,01058 м; ![]() 1.6.3 Определение отметки бермы Бермы на пойменной насыпи предназначены для защиты её от разрушения водой, а также для усиления общей устойчивости. Отметка верхней границы укрепления откоса (отметка бермы) определяется по формуле: ОБ= ГВВ + Ннак, (25) где ГВВ - отметка горизонта высоких вод, ГВВ = 110,0 м; Ннак - величина превышения отметки горизонта высоких вод, Ннак=hподп+ DН+hнак+а, (26) где hподп - высота подпора за счет сужения русла мостом, hподп = 0,43 м; DН - высота ветрового нагона, DН = 0,1 м; а = 0,5 м Ннак= 0,48 + 0,1 + 1,46 + 0,5 = 2,49 м Высота наката воды на откос определяется по формуле: hнак = ![]() где kШ - коэффициент шероховатости и проницаемости, kШ = 0,9; m - заложение откоса, m = 2; kb = ![]() где ![]() ![]() ![]() kb= ![]() Определяем высоту наката волны на откос: нак = ![]() Отметка верхней границы укрепления откоса ОБ = 110,0 + 2,49 = 112,49 м. .7 Определение ожидаемых осадок основания насыпи Расчет осадок производится на основе компрессионного уплотнения грунтов исходя из предпосылок о невозможности бокового уширения и выпирания грунта при уплотнении. Для расчета ожидаемых осадок используем ветвь нагрузки компрессионной кривой грунта основания насыпи. Вычерчивается поперечный профиль запроектированной насыпи в масштабе 1:200. При этом не учитывается уклон поверхности земли, т.е. основание насыпи считается расположенным горизонтально. Определяем суммарные вертикальные напряжения, действующие по основанию насыпи в точках 0,1,2,3,4 и 5 Расчеты ведем в табличной форме (табл.5.). Строим эпюру суммарных напряжений по основанию насыпи, которую делим на элементарные фигуры. Далее определяем напряжения от каждой элементарной фигуры в точках, находящихся в створе оси земляного полотна. |