Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение

• Название: Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение
• Дата: 19.04.2023
• Размер: 0.83 Mb.
• Имя файла: bibliofond_578066.rtf
• Тип: Курсовой проект; #1072912
• страница: 3 из 11

Таблица 4 Расчет устойчивости откоса насыпи

№ отсека	xi, м.	Sini = xi/R	i	Cosi	i,м2				Qi = i*i*1м ,т			 Qi = Q'+Q"+Q''', т	Ni = Qi*cosi ,т		Ti = Qi*sini ,т	fi = tgi		Nifi, т	Ci, т/м2	li, м	Cili, т	D0	К
					i	i	i	Qi		Qi	Qi
1	2	3	4	5	6	7	8	9		10	11	12	13		14	15		16	17	18	19	20	21
1	48,07	0,76567	49,967	0,6432	4,343	-	-	84,524		-	-	84,524	54,37		64,72	0,809		43,98	1	4,2	4,2	12,3	1,18
2	45,65	0,72705	46,639	0,6866	9,367	-	-	182,295		-	-	182,295	125,16		132,54	0,809		101,25	1	3,1	3,1
3	42,07	0,67011	42,076	0,7423	30,469	-	-	592,969		-	-	592,968	440,16		397,35	0,809		356,09	1	6,7	6,7
4	37,57	0,59842	36,757	0,8012	21,549	5,863	-	419,376		55,468	-	474,843	380,44		284,16	0,607		230,93	0,5	5,03	2,5
5	34,25	0,54553	33,061	0,8381	8,782	10,027	-	170,916		94,859	-	265,775	222,75		144,99	0,607		135,21	0,5	3,2	1,6
6	30,43	0,48465	28,989	0,8747	12,449	30,066	-	242,277		284,432	-	526,709	460,71		255,27	0,607		279,65	0,5	5,7	2,85
7	25,43	0,40500	23,891	0,9143	5,770	42,409	-	112,288		401,196	-	513,484	469,48		207,96	0,607		284,97	0,5	5,5	2,75
8	20,43	0,32537	18,988	0,9456	-	45,638	-	-		431,735	-	431,735	408,25		140,47	0,607		247,81	0,5	5,3	2,65
9	15,43	0,24574	14,226	0,9693	-	40,643	0,011	-		384,487	0,105	384,592	372,79		94,51	0,306		114,07	5	5,2	26
10	10,43	0,16610	9,561	0,9861	-	31,905	1,489	-		301,826	14,698	316,524	312,12		52,57	0,306		95,51	5	5,1	25,5
11	5,43	0,0865	4,962	0,9963	-	21,191	2,897	-		200,469	28,592	229,061	228,21		19,81	0,306		69,83	5	5,02	25,1
12	1,46	0,02332	1,336	0,9997	-	7,438	1,604	-		70,369	15,833	86,202	86,18		2,01	0,306		26,37	5	2,9	14,5
13	2,23	0,0355	2,034	0,9994	-	4,261	1,056	-		40,314	10,419	50,733	50,7		1,8	0,306		15,50	5	4,5	22,5
Σ						239,44	7,05							Tуд = 1,8				2001,17			139,95
														Tсдвиг = 1796,4

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.
(7)
где и - данные угла внутреннего трения грунта и сцепления грунта для тела насыпи из песка средней крупности, соответственно равны 39 и 1 т/м².

б) характеристики грунта тела насыпи в зоне гравитационных вод (слой 2).
(8)

(9)



(10)


в) характеристики грунта основания насыпи (слой 3) берем из исходных данных с учетом водонасыщения в зоне затопления.
(11)
Значение коэффициента пористости грунта основания берется по ветви нагрузки компрессионной кривой грунта основания при нагрузке от собственного веса грунта насыпи под бермой низового откоса :

Для этого определяем напряжения от грунта бермы.

_бермы = 12,49 м

= g_о-ср ´ h_бермы (12)

= 19,4608´12,49 = 243,07 кПа
находим e¢¢¢ по компрессионной кривой (ветвь нагрузки)
(13)

(14)


.5.2 Определяем высоту столбика грунта заменяющего вес верхнего строения пути ( Р_ВС ) и поездную нагрузку ( Р_О )
(15)

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 36^о 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 угла и их синусы и косинусы. В площади включается эквивалентный столбик грунта.

При определении синуса угла sin необходимо иметь ввиду, что Х - это расстояние, замеряемое по горизонтали от середины основания отсека до вертикального радиуса R.

Коэффициент устойчивости К подсчитывается по формуле:
(16)


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 К_дин:
К_дин = (17)
где - коэффициент динамики, принимаемый 1,07;

- коэффициент ответственности сооружения, для линии I категории = 1,20;

- коэффициент сочетания нагрузок в обычных условиях = 0,95;

- коэффициент условий работы = 0,95.



Так , то поперечный профиль корректируется в зависимости от величины :


,
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:
(18)
где В - длина ребра плиты в направлении нормальном урезу воды В = 0,75;

- объемный вес плиты, = 2,4 т/м³;

- объемный вес воды, = 1 т/м³;

h - высота расчетной волны, h = 0,86 м;

- длина расчетной волны, = 9,8 м;

- коэффициент для сборных плит, =1,1;

- коэффициент запаса, = 1,2;

m - заложение откоса бермы, m = 2

Зерновой состав и толщина обратного однослойного фильтра, препятствующего выносу частиц грунта насыпи, определяются по формуле:
(19)

= 2 0,01 = 0,02 м
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 .
(20)
где и - поперечный разрез частиц фильтра и грунта, - для песка 0,004;

- параметр, принимается в зависимости от высоты волны и от заложения откоса бермы, = 0,1664;

.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:
(21)
где g_к - объемный вес камня, g_к = 2,6 т/м³;

k_к - 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:
d_р-1=1,2408´ (22)

d_р-1 =1,2408´
Расчетный размер камня в нижнем слое определяется по формуле:
d_р-2 = 0,37´ d_р-1 (23)

d _р-2 =0,37´0,143 = 0,05291 м
Толщина каждого слоя каменной наброски t_i определяется по формуле:
t =а´ d_m-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:
= 0,1664

d_Ф = d_р-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 + Н_нак, (25)
где ГВВ - отметка горизонта высоких вод, ГВВ = 110,0 м;

Н_нак - величина превышения отметки горизонта высоких вод,
Н_нак=h_подп+ DН+h_нак+а, (26)
где h_подп - высота подпора за счет сужения русла мостом, h_подп = 0,43 м;

DН - высота ветрового нагона, DН = 0,1 м;

а = 0,5 м
Н_нак= 0,48 + 0,1 + 1,46 + 0,5 = 2,49 м
Высота наката воды на откос определяется по формуле:
h_нак = (27)
где k_Ш - коэффициент шероховатости и проницаемости, k_Ш = 0,9;

m - заложение откоса, m = 2;
k_b = (28)
где угол между направлением волны и линией уреза, = 30
k_b= = 0,84
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.