Расчет конечной осадки и толщины насыпного слоя

Расчет конечной осадки и толщины насыпного слоя

По условиям проектирования продольного профиля h = 1,2 м. Определяем осадку S_oт.

S_oт = l_oт Н = 0×2,5 = 0 м ,

где l_oт = 0 для t = 0,018 МПа по таблице 22.

Для определения осадки S_сж предварительно определяем параметры (К₀) и (Р₀) , входящие в уравнение (12.21) :

К₀ = 0,01 [r^взв_н (1 - l_oт) ] = 0,01 [1 × 2,5 (1 - 0)] = 0,025 МПа,

Р₀ = 0,01 [ r_н (h+ h_гв ) + r^взв_н (Нl _oт - h_гв )] = 0,01 [2 × (1,2 + 0) +1×(2,5 × 0 - 0) ] = =0,024 МПа.

По номограмме (рисунок 12.8) точки с пометками К ₀ = 0,025 и Р₀ = 0,024 соединяем прямой. В точке пересечения этой линии с кривой е₀ = 8 находим
l _сж = 0,14.

По формуле (12.22) определяем

S_сж = l _сж (Н - S _oт) = 0,14 (2,5 - 0) = 0,35 м.

Общая осадка торфяной залежи

S_общ = S_сж + S_от = 0,35 + 0 = 0,35 м.

Расчетная нагрузка на основание

Р_расч = К₀ l _сж + Р₀ = 0,025 × 0,14 + 0,024 = 0,028 МПа.

Модуль упругости торфа, уплотненного весом насыпи Е_т = 2,1 МПа (для l_сж=0,14 и r_d = 0,15 г/ см³ по графику на рисунке 12.4).

Зная отношения ; и , определяем коэффициенты m = 2,88 (см. таблицу 18), К = 0,07 (см. рисунок 12.5а), h = =0,14 (см. рисунок 12.5б) и n = 3,72 (см. таблицу 19).

Вычисляем фактический модуль упругости насыпи на торфе по формуле (12.4).

 

Е^н_общ = = 38 МПа.

 

Общий модуль упругости проектируемой насыпи (Е^н_общ ), равный 38 МПа, меньше требуемого (Е^н_общ = 58 МПа ). Следовательно, принятая толщина насыпи не обеспечивает прочность дорожной одежды. Необходимо увеличить толщину насыпи. Проведенные расчеты показали, что условия статики обеспечиваются при толщине насыпного слоя 

h_н = h + S_общ = 1,5 + 0,39 = 1,89 м. 

В этом случае К₀ = 0,025 МПа, Р₀ = 0,03 МПа , l _сж = 0,155, Е _т = 2,2 МПа, Р_расч = 0,025 × 0,155 + 0,03 = 0,0339 МПа, S_сж = 0,155 × 2,5 = 0,39 м и модуль упругости системы насыпь-торф

Е^н_общ = = 69 МПа,

 

где m = 0,908 (см. таблицу 18), К = 0,044 (см. рисунок 12.5а), h = 0,14
(см. рисунок 12.5б), n = 1,95 (см. таблицу 19) для отношений

 

, и .

Динамический расчет земляного полотна

Исходные данные. h_н = 1,5 + 0,39 = 1,89 м, h_т = 2,5 - 0,39 = 2,11 м, Е_т =2,2 МПа,
Р _расч = 0,0339 МПа.

Определяем частоту собственных колебаний насыпи на торфе

К₁ = h_н/h _т = 1,89/2,11 = 0,90 (1-й расчетный случай), а₀ = 0,944 для 2h_т/D =
= 2 × 211/37 = 11,4, h = 0,14 для Е _н/Е_т = 100/2,2 = 45,5 , m = 0,35:

 

Вычисляем упругий прогиб торфяного основания по формуле (12.15)

 

см = 0,422 мм,

где К = 0,023, h_l = 1,89 - 0,39 + 0,39 м

для h_l/D = 221/37 = 5,97 и h_т /D = 211/37 = 5,70,

 

h = 0,14; n = 1,3 для h_l /D = 5,97,

Коэффициент демпфирования j = .

К_дин = 1,23 (см. рисунок 12.7) для j = 0,143.

Амплитуда колебаний насыпиА = 0,422 (1,23 - 1) = 0,09706 мм.

Ускорение колебаний проектируемой насыпи а_факт = 0, 09706 60² =349 мм/с².

Предельно допустимое значение ускорений колебаний земляного полотна при w = 60 с^-1 для покрытий облегченного типа по графику (см. рисунок 12.6) равно
170 мм/с². Так как а_факт > а_доп (349 > 170), толщина насыпи по условиям динамики недостаточна. Дополнительно проведенные расчеты показывают, что условия динамики обеспечиваются при толщине насыпного слоя

h_н = h + S_общ = 1,6 + 0,43 = 2,03 м. В этом случае К₀ = 0,025 МПа,
Р₀ = 0,032 МПа, l _сж = 0,17,

Р_расч = 0,025 × 0,17 + 0,32 = 0,036 МПа, S_сж = 0,17 × 2,5 = 0,43 м.

 

БИБЛИОГРАФИЯ

[1] ТУ 218.000188129.54-93. Гидрофобизаторы катионные

[2] Водоотводные устройства на автомобильных дорогах. Типовые строительные решения и конструкции. Б. 503-09-1.97

[3] Патент РБ № 2053, МПК Е 02 Д 17/20. Материал для укрепления откосов насыпей (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко, В.Н. Кондратьев, А.А. Богославский,
П.А. Пинчук, Г.В. Дедович) − № 950771 (Бюллетень № 1 (16) 1998)

[4] Патент РБ № 2671, МПК 6Е 01 F 5/00. Способ устройства водоотводного сооружения (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко, В.Н. Кондратьев) − № 960147 (Бюллетень № 1 (20), 1999)

[5] Рекомендации по укреплению откосов конусов у путепроводов с применением ребристых вибропрессованных плит / Департамент «Белавтодор» Минтранса РБ. − Минск, 2003. − 19 с.

[6] Патент РБ № 3015, МПК 6 Е 02 Д 17/20. Устройство для защиты откосов земляного сооружения от эрозии (В.В. Штабинский) − № 961102 (Бюллетень № 3 (22), 1999)

[7] Патент РБ № 3910, МПК 7 Е 02 Д 17/20. Способ укрепления откосов земляного сооружения (В.В. Штабинский) № а 19980039 (Бюллетень № 2 (29), 2001)

[8] Патент РБ № 2137, МПК С 04 В 40/04, С 04 В 40/02, С 04 В 41/63. Композиция для ухода за свежеуложенным бетоном (В.Н. Кондратьев, В.В. Штабинский,
В.Н. Яромко) − № 960235 (Бюллетень № 2 (17), 1998)

[9] Патент РБ № 3793, МПК Е 02 Д 17/20. Способ обрешетки откоса (В.В. Штабинский) − № 9706275 (Опубл. 30.03.201)

[10] Патент РБ № 174, МПК Е 02 Д 17/20. Устройство для укрепления откоса земляного сооружения (В.В. Штабинский, М.П. Щербенков, Ф.Г. Желудков) −
№ И 20000018 (Бюллетень № 3 (26), 2000)

[11] Патент РБ № 313, МПК Е 02 Д 17/20. Устройство для укрепления откоса земляного сооружения (В.В. Штабинский, М.П. Щербенков) − № И 20000204 (Бюллетень № 3 (30), 2001)

[12] Рекомендации по применению нетканых синтетических материалов с семенами многолетних трав при выполнении укрепительных работ на откосах земляного полотна и водоотводных сооружениях / Минстройархитектуры Республики Беларусь. − Минск, 1996. −

35 с.

[13] Патент РБ № 1438, МПК 6Е 02 Д 17/20, МПК 6Е 02 Д 17/18. Способ укрепления откосов земляных сооружений (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко, П.А. Людчик) − № 1815. (Бюллетень № 4 (11), 1996)

[14] Патент РБ № 1855, МПК 6 Е 02 В 3/12, Е 02 В 11/00. Устройство для предотвращения эрозии земляных сооружений (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко) − № 2500 (Бюллетень № 4 (15), часть I, 1997)

[15] Патент РБ № 1459, МПК 6 Е 02 В 3/04, 6 Е 02 В 3/12, Е 02 В 3/16. Способ стыковки полотнищ геотекстильного материала (В.Н. Яромко, В.В. Штабинский,
В.Н. Кондратьев) − № 950075 (Бюллетень № 4 (11), 1996)

[16] Патент РБ № 147, МПК Е 02 Д 17/20. Устройство для защиты откосов земляного сооружения от размыва (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко) − № SU 1780545. (Бюллетень № 2, 1994)

[17] Патент РБ № 3366, МПК 6 Е 02 Д 17/20. Устройство для защиты откосов земляного сооружения от размыва (В.В. Штабинский) − № 970416 (Бюллетень № 2 (25), 2000)

[18] Патент РБ № 661, МПК Е 02 В 3/14. Устройство для защиты откосов земляного сооружения от размыва (В.В. Штабинский, В.Н. Яромко) − № 14-4879069 (Бюллетень № 2 (5), 1995).

[19] Пособие ПМП-91 к СНиП 2.05.03-84 «Изыскание и проектирование железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки»

[20] ГОСТ Р 51285-99 «Сетки проволочные крученые с шестиугольными ячейками для габионных конструкций. Технические условия»

[21] ГОСТ Р 52132-2003 «Изделия из сетки для габионных конструкций. Технические условия»