Проектирование поперечного профиля пойменной насыпи

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

с дисциплины: “Железнодорожный путь”

на тему: “Проектирование мероприятий по стабилизации

земляного полотна”

 

Выполнил ст. гр. 2-III-ЗСс

Ружицкий О.Б.

Вариант 22

Проверил преподаватель

Герасименко О.С.

 

 

Харьков 2008

Введение

 

Поперечные профили делятся на типовые нормальные, типовые специальные, индивидуальные и групповые.

Типовые нормальные поперечные профили применяются при сооружении земляного полотна в хорошо изученных условиях с использованием обычных, хорошо зарекомендовавших себя, грунтов.

Типовые специальные поперечные профили земляного полотна применяются в условиях, где имеют место легко- и слабовыветривающиеся скальные грунты, на болотах, засоленных грунтах и т.п.

Индивидуальные поперечные профили земляного полотна проектируются при рабочих отметках земляного полотна свыше 12 м (при насыпях из камня – более 20 м), в условиях вечной мерзлоты, в районах землетрясений с сейсмичностью 7 и более баллов, на косогорах круче 1:3 и других аналогичных условиях.

При индивидуальном проектировании все элементы земляного полотна рассчитываются.

Групповые поперечные профили разрабатываются для участков со сложными, но неоднократно повторяющимися на данной линии природными условиями, и требуют индивидуального обоснования.

Под пучением грунтов понимают общее или местное поднятие поверхностных слоев земли, вызываемое увеличением объема находящейся в порах грунта воды в процессе ее замерзания.

В условиях интенсивной подпитки влагой промерзающих слоев величина пучения может доходить до 100-200 мм и даже более.

Весной при оттаивании насыщенных водой грунтов неизбежно их разжижение.

Пучению, как правило, подверженные все водонасыщенные грунты. Однако, к пучинистым грунтам принято относить глины, суглинки, супеси, мелкозернистые и илистые пески, хорошо аккумулирующие и удерживающие находящуюся в них влагу.

Пучины делятся на поверхностные и грунтовые (коренные). Поверхностные пучины образуются, как правило, в первую половину зимы за счет влияния поверхностных вод, застоявшихся в загрязненном балластном слое, в углублениях на основной площадке земляного полотна и кюветах. Грунтовые пучины возникают и развиваются при замерзании более глубоко замерзающих грунтовых вод.

 

Исходные данные к инженерной детали дипломного проекта

“Проектирование дренажных сооружений и противопучинной подушки”

	Участки дороги однопутная
1.	двухпутная
2.	Глубина выемки, Нв, м	10.5
3.	Грунты выемки	Супись 1 сугл. 2
4.	Горизонт грунтовых вод ГГВ, м	196.3
5.	Отметка бровки земляного полотна Нбр, м	196,5
6.	Отметка водоупорного слоя Гв, м	175,8
7.	Глубина сезонного промерзания грунта Z10, м	1.5
8.	Продольный профиль дна кювета iдк, ‰
9.	Длина дренажа L, м
10.	Транзитный расход Qгр, м^3/с	0.01
11.	Характеристика грунтов:
	а) удельный вес γs, кН/м^3	26.7
	б) пористость n, %
	в) высота капиллярного подъема а, м	0,40
	г) коэффициент фильтрации К∙10^6, м/с	8,3
	д) максимальная молекулярная влажность Wм, %
	е) природная влажностьW, %
	ж) средний уклон кривой депрессии Iо, ‰
12.	Материал утеплителя:	Асбестовый Балласт,шлак
	коэффициент теплопроводности утеплителя λ2, Вт/м∙град	0.6
	коэффициент температуропроводности утеплителя а2^2∙10^6, м^2/с	0.60

2.2 Определение эффективности дренажа

 

Возможная эффективность устройства дренажа для понижения уровня грунтовых вод определяется по величине коэффициента водоотдачи:

Δμ = ≥ 0.2, (2.1)

где: m_o – водоотдача, т.е. объем осушаемых пор;

n – пористость грунта.

Величина m_o рассчитывается по формуле:

m_o = n – (1 + α)∙W_M∙ , (2.2)

где: α – доля капиллярно-застрявшей воды, α = 0.05÷0.1 (принимаем α = 0.1);

W_M – максимальная молекулярная влагоемкость грунта в долях единицы (по заданию W_M = 0.05);

γ_d – удельный вес сухого грунта, т/м³,

(по заданию = 26.3кН/м³);

m_o = 0.38 – (1 + 0.1)∙0.05∙ = 0.235

Δμ = = 0.618 > 0.2.

Эффект осушения, характеризуемый снижением влажности грунта после устройства дренажа, определяется по формуле:

ΔW = . (2.4)

ΔW = =0.089

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

с дисциплины: “Железнодорожный путь”

на тему: “Проектирование мероприятий по стабилизации

земляного полотна”

 

Выполнил ст. гр. 2-III-ЗСс

Ружицкий О.Б.

Вариант 22

Проверил преподаватель

Герасименко О.С.

 

 

Харьков 2008

Введение

 

Поперечные профили делятся на типовые нормальные, типовые специальные, индивидуальные и групповые.

Типовые нормальные поперечные профили применяются при сооружении земляного полотна в хорошо изученных условиях с использованием обычных, хорошо зарекомендовавших себя, грунтов.

Типовые специальные поперечные профили земляного полотна применяются в условиях, где имеют место легко- и слабовыветривающиеся скальные грунты, на болотах, засоленных грунтах и т.п.

Индивидуальные поперечные профили земляного полотна проектируются при рабочих отметках земляного полотна свыше 12 м (при насыпях из камня – более 20 м), в условиях вечной мерзлоты, в районах землетрясений с сейсмичностью 7 и более баллов, на косогорах круче 1:3 и других аналогичных условиях.

При индивидуальном проектировании все элементы земляного полотна рассчитываются.

Групповые поперечные профили разрабатываются для участков со сложными, но неоднократно повторяющимися на данной линии природными условиями, и требуют индивидуального обоснования.

Под пучением грунтов понимают общее или местное поднятие поверхностных слоев земли, вызываемое увеличением объема находящейся в порах грунта воды в процессе ее замерзания.

В условиях интенсивной подпитки влагой промерзающих слоев величина пучения может доходить до 100-200 мм и даже более.

Весной при оттаивании насыщенных водой грунтов неизбежно их разжижение.

Пучению, как правило, подверженные все водонасыщенные грунты. Однако, к пучинистым грунтам принято относить глины, суглинки, супеси, мелкозернистые и илистые пески, хорошо аккумулирующие и удерживающие находящуюся в них влагу.

Пучины делятся на поверхностные и грунтовые (коренные). Поверхностные пучины образуются, как правило, в первую половину зимы за счет влияния поверхностных вод, застоявшихся в загрязненном балластном слое, в углублениях на основной площадке земляного полотна и кюветах. Грунтовые пучины возникают и развиваются при замерзании более глубоко замерзающих грунтовых вод.

 

Проектирование поперечного профиля пойменной насыпи

В данном разделе курсового проекта рассматриваются следующие вопросы:

- установление отметки характерных точек поперечного профиля пойменной насыпи и ее параметры (высота насыпи, ширина основной площадки и бермы, крутизна откосов насыпи);

- определение расчетных параметров защитного покрытия откоса насыпи от размыва водой;

- устанавливается необходимая плотность тела грунта насыпи;

- оценивается устойчивость запроектированного тела насыпи.

1.1 Исходные данные по варианту 22

1. Категория дороги – ІІІ

2. Шпалы – деревьяные

3. Род балласта – щебень

4. Грунт насыпи – супесь

5. Удельный вес γ_ун, кН/м³ – 26,1

6. Влажность W_н, % − 17

7. Угол внутреннего трения φ_н, град – 24

8. Удельное сцепление С_н, кН/м² – 27

9. Уклон кривой депрессии I_о – 0.05

10. Расчетный поперечник ПК плюс (приложение А) – 1743+20

11. Ширина водоема В_в, км – 0,55

12. Угол, β_q, град – 23

13. Скорость ветра V₁₀, м/с – 19

14. Длина волны λ_в, м – 8.62

15. Высота волны h_в, м – 0.66

16. Грунт основания – супесь

17. Удельный вес γ_у, кН/м³ – 26.8

18. Влажность W_ос, % − 20

19. Угол внутреннего трения φ_ос, град – 25

20. Удельное сцепление С_ос, кН/м² – 24

1.2 Определение отметок характерных точек насыпи и ее параметры

Высота проектируемой насыпи определяется по формуле:

Н_н = Н_бр – Н_осн, (1.1)

где: Н_бр – отметка бровки основной площадки насыпи (устанавливается по продольному профилю) для данного сечения ПК 1743+20, Н_бр = 213,55 м;

Н_осн – отметка основания насыпи (для заданного сечения Н_осн = 196,4 м).

Таким образом, Н_н = 213,55-196,4 = 17,15 м.

Ширина основной площадки насыпи по установленным нормам для однопутного участка пути III категории составляет 6,5 м.

Откосы поперечного профиля насыпи проектируются с уклоном:

- в верхней части (до 6 м ниже основной площадки) – 1:1.5;

- в средней части (до 12 м ниже основной площадки, до уровня бермы) – 1:1.75;

- в нижней части (ниже бермы) – 1:2.

Ширина бермы насыпи в первом приближении принимается равной 6 м, при проверке откосов насыпи ширина бермы уточняется.

Отметка площадки бермы определяется по формуле:

Н_бер = Н_ст + h_подп + ΔН + h_нак + а, (1.2)

где: Н_ст – отметка статического горизонта воды (принимается по продольному профилю линии – Н_ст = 202.5 м);

h_подп − высота подпора воды за счет стеснения русла реки насыпью (h_подп = 0.15 ÷ 0.2 м), принимаю h_подп = 0.2 м;

ΔН − высота подъема воды за счет ветрового нагона (рассчитывается ниже);

h_нак − высота наката ветровой волны (рассчитывается ниже);

а − величина запаса (принимается в пределах 0.25÷0.5 м; а = 0.4 м).

Высота подъема воды за счет ветрового нагона рассчитывается по формуле

ΔН = , (1.3)

где: k_наг − коэффициент нагона (k_наг = 6∙10^-6 ÷ 12∙10^-6);

V₁₀ − скорость ветра (по заданию V₁₀ = 19 м/с);

Д − длина разгона ветровых волн (Д = 5∙В_в, где В_в − ширина водоема, км; В_в = 0,55 км = 550 м; Д = 5∙В_в = 5∙550 = 2750 м);

g − ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с²);

Н_Д − средняя глубина водоема (Н_Д = Н_ст - Н_осн = 202.5– 196,4= 6,10 м);

 

β_Д − угол между направлением ветра и перпендикуляром к оси железнодорожной линии (по заданию β_Д = 38°).

ΔН =

Высота наката ветровой волны определяется по формуле:

h_нак = (1.4)

где: m – показатель крутизны откоса насыпи, на который накатывается волна, m = 2;

k_ш − коэффициент шероховатости и проницаемости защитного покрытия откоса насыпи (для покрытия из железобетонных плит k_ш = 0.9);

λ_в − длина волны (по заданию λ_в = 8.62 м);

h_в − высота волны (по заданию h_в = 0.66 м);

β − угол между направлением ветра и продольной осью железнодорожной линии (β = 90° - β_Д = 90° - 24° = 66°).

h_нак =

Таким образом, для проектируемой насыпи

Н_бер = 202,5+0,2+0,030+1,30+0,4=204,43 м.

На рис.1.1 показан поперечный профиль с указанием ее размеров и характерных отметок.

Рисунок 1.1 − Поперечный профиль проектируемой насыпи.