кумыков окост. Расчет напряженнодеформированного состояния железнодорожной насыпи

• Название: Расчет напряженнодеформированного состояния железнодорожной насыпи
• Дата: 17.03.2022
• Размер: 5 Mb.
• Имя файла: кумыков окост.docx
• Тип: Курсовая; #401775
• страница: 1 из 2

росжелдор

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ростовский государственный университет

путей сообщения»

(ФГБОУ ВО РГУПС)

Кафедра: «Путь и путевое хозяйство»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Нижнее строение железнодорожного пути в сложных гидрогеологических условиях»

на тему: «Расчет напряженно-деформированного состояния железнодорожной насыпи»

вариант № 9

Выполнил: студент группы СУВ-5-196 Р.З. Кумыков

Проверил: к.т.н., доцент М.В. Окост

Ростов-на-Дону

2021




Содержание

Введение…………………………………………………………………….4

1. Определение необходимой плотности грунта…………………………5

2. Определение возможных осадок насыпи……………………………..12

Заключение………………………………………………………………..24

Список использованных источников……………………………………25

Введение

Железнодорожные насыпи являются одним из самых сложных и подверженных деформациям типов земляного полотна. Сплывы откосов насыпей наиболее опасный вид деформаций, приводящий к отказам железнодорожного пути (перерывам в движении поездов) и большим затратам и ликвидацию их последствий. Ежегодно на сети железных дорог РФ происходит до десятка, а в неблагоприятные годы и более, сплывов откосов.

В настоящее время основным методом диагностики состояния железнодорожных насыпей является их визуальный осмотр, а в начальной фазе деформирования проведение инженерно-геологического обследования совместно с инженерно-геодезическими наблюдениями. Сроки обследования оказываются продолжительными, и приходится в аварийном порядке проводить против деформационные мероприятия, за счет чего их стоимость возрастает в 2-3 раза.

Проведение своевременного обследования высоких насыпей с применением современных геофизических методов, детальный анализ физико-механических характеристик грунтов тела насыпи и основания, расчёт трёхмерного напряжённо-деформированного состояния земляного полотна с прогнозом возможных деформаций существенно повысит эффективность их контроля, увеличит достоверность получения информации при одновременном сокращении объёма дорогостоящих инженерно-геологических работ.

1. Определение необходимой плотности грунта

Необходимая (нормативная) плотность грунта которая обеспечивает прочность насыпи, т.е. ее работу в период эксплуатации в упругой стадии (без остаточных деформаций), определяется расчетом как функция напря­женного состояния грунта насыпи по формуле:

, (1.1)

, (1.2)

где g – ускорение силы тяжести, м/с².

Расчетный коэффициент пористости (показатель состояния грунта насы­пи в упругой стадии), характеризующий необходимую плотность грунта, вы­числяется но формуле:

, (1.3)

, (1.4)

, (1.5)

где – коэффициент многократности приложения нагрузки.

Значения определяются по ветвям нагрузки и разгрузки компрес­сионной кривой (рисунок 1.2) при статической нагрузке (посто­янные напряжения от верхнего строения пути и собственного веса фунта насыпи), определяются при полной нагрузке (общие напряжения с учетом временной поездной нагрузки).

Напряжения в насыпи от прямоугольных полосовых нагрузок p_п, p_вс можно рассчитать по формуле:

, (1.6)

где – коэффициент рассеяния напряжений, табличные значения доли напряжений вертикальной составляющей, соответствующей интен­сивности нагрузки = 1,0 кПа в i-й точке.

При координатах точки .

Напряжения от собственного веса грунта .



Рисунок 1.1 - Расчетная схема для определения плотности

однопутной насыпи



Р исунок 1.2 - Компрессионная кривая грунта насыпи :

1 - ветвь нагрузки; 2 - ветвь разгрузки
Определение следует выполнять для пяти точек по оси насыпи.

Расчетная схема для определения показана на рисунке 1.1, компрес­сионная кривая грунта насыпи - на рисунке 1.2.

Принимаем .

В точке О .

;

.

Тогда:

;

;

;

.

По компрессионной кривой (рис. 1.2) находим:

При :

;

.

При :

;

.

Вычисляем:

;

.

Коэффициент пористости:



Необходимая плотность грунта:

т/м³

Объемный вес грунта:

кН/м³

При .

Линейно интерполируя, определяем:

;

.

Тогда:

;

.

Принимаем кН/м³, тогда:



Вычисляем:

;

.

По компрессионной кривой (рис. 1.2) находим:

При :

;

.

При :

;

.

Вычисляем:

;

.

Коэффициент пористости:



Необходимая плотность грунта:

т/м³

Объемный вес грунта:

кН/м³

Дальнейший расчет для точек 2, 3, 4 приведен в табличной форме ( таблица 1.1).

По результатам расчета вычерчивается эпюра сжимающих напряжении , а также , , (рисунок 1.1).

Находим средние значения:

;

т/м³;

кН/м³.

Таблица 1.1 – Определение плотности грунта по оси насыпи

Расчетные величины	Значения величин для точек
	0	1	2	3	4
1	2	3	4	5	6
,м	0	4	8	12	15,68
, м	0	4	4	4	3,68
,м	0	0	0	0	0
,м	2,70	2,70	2,70	2,70	2,70
,м	0	0	0	0	0
,м	0	1,48	2,96	4,44	5,81
	1	0,405	0,214	0,147	0,114
, кПа	70	70	70	70	70
, кПа	70	28,35	14,98	10,29	7,98
,м	0	0	0	0	0
,м	4,60	4,60	4,60	4,60	4,60
,м	0	0	0	0	0
,м	0	0,87	1,74	2,6	3,41
	1	0,608	0,352	0,271	0,190
, кПа	16,0	16,0	16,0	16,0	16,0
, кПа	16,0	9,73	5,63	4,34	3,04
, кН/м3	(18,80)	18,80	19,11	19,50	19,82
, кПа	0	75,2	151,02	228,24	300,59
, кПа	16,0	84,93	156,65	232,58	303,63
, кПа	86,0	113,28	171,63	242,87	311,61
При :	0,740	0,693	0,638	0,608	0,582
	0,632	0,614	0,587	0,573	0,561
	0,108	0,079	0,051	0,035	0,021
При :	0,693	0,659	0,630	0,603	0,581
	0,614	0,597	0,583	0,570	0,561
	0,079	0,062	0,047	0,033	0,02
	0,692	0,665	0,631	0,605	0,580
, т/м3	1,584	1,610	1,643	1,670	1,696
, кН/м3	18,80	19,11	19,50	19,82	20,13