Визначення розмірів фіктивних стовпчиків ґрунту
При побудові можливих кривих обвалення для визначення коефіцієнта стійкості насипу та її оцінки стійкості враховують дію тимчасової ваги водозливної призми. Ці навантажування замінюють фіктивними стовпчиками ґрунту на основній площадці земляного полотна висотою відповідно h0,hB
Рисунок 1.5 –Схема заміни навантаження на насип від поїздів та верхньої будови колії
еквівалентними ґрунтовими шарами
Вага двох шпал = 0,27*2
Вага двох рейок на одному метрі R65=0,065*2
Вага чотирьох скріплень 0,0012*4
Визначаємо висоту фіктивного стовбчину ґрунту:
Побудова кривих можливого зміщення
Тіло земляного полотна знаходиться в напруженому стані, обумовленому впливом зовнішніх сил і власної ваги. Коли напруження в ґрунті перевищують певну межу, тоді з`являються залишкові деформації у вигляді зміщення об`єму ґрунту, як цілого.
Одним із практичних методів розрахунку стійкості є графоаналітичний метод, що передбачає: зміщення ґрунтів при втраті стійкості відбувається по круглоциліндричній поверхні.
Рисунок 1.5 – Схема розрахунку стійкості заплавного насипу
Досвід показує, що можливі криві зміщення проходять через підошву насипу і одну із довільних точок (наприклад, точки по кінцям і посередині шпали, по вісі земляного полотна, або інколи по дальній бровці, або на укосі).
В курсовому проекті для першої кривої приймаємо довільну точку на найближчому кінці шпали. Для першої кривої будуємо радіус таким чином:
|
|
|
Центри кривих зміщення орієнтовно розміщуються на допоміжній лінії, проведеній від лівої верхньої точки фіктивного стовпчика ґрунту під кутом 360 до горизонту і перетинанням с перпендикуляром. Проведеним до середини хорди першої кривої.
Аналогічно проводяться другі криві, також через довільні точки.
Виконуємо розрахунки площини насипу для визначення коефіцієнту стійкості.
1) ω1=(1,5*6,5)+(5*1,2)+(1/2*4,6*5)=27,25 см2
2) ω1=(9,75)+(1,2*3,6)+(5*4,6)+(1/2*3,3*5)=45,14 см2
3) ω1=((4,5+8)/2*5)+(1/2*1,6*1)+((1,3+1)/2*3,3)=35,85 см2
ω2=(1/2*1,3*3.4)=2,21 см2
4) ω1=((2,6+5,8)/2*5)=22 см2
ω2=((0,7+1,2)/2*5)=9,75 см2
5) ω1=(1,2*0,7)+((0,7+3,1)/2*4,4)+(1/2*0,4+4,4)=9,24 см2
ω2=((2,7+2,2)/2*5)+((5+2,5)/2*1)=16 см2
ω3=(1/2*2*0,4)=0,4 см2
6) ω1=((1,2+1,5)/2*4,4)+((1,2+1,4)/2*0.6)=6,72 см2
ω2=((3,2+2,3)/2*5)+(1/2*0,5*0,4)=9,95 см2
ω3=((0,5+0,7)/2*5)=3 см2
7) ω1=(1/2*2,6*1,5)-(1/2*2,6*0,2)=1,69 см2
ω2=(0,26)+(3*2,7)+((2+3)/2*2,4)=15,56 см2
ω3=(1/2*0,7*5)+(1/2*0,5*5)=3 см2
8) ω2=(1/2*4*2)=4 см2
ω3=(1/2*4*0,5)=1 см2
Так як насип після підрахунків була не стійкою ,ми запроектували додаткові конструктивні заходи (контр берма)
Розрахунок площини з контр бермою:
5) ω1=(5*2,7)+(0,5*0,4*1,8)+(0,5*0,5*5)=15,11 см2
ω2=16 см2
ω3=0,4 см2
6) ω1=((5+2,2)/2*2)+(0,5*5*1,4)+(0,5*5*1,8)=15 см2
ω2=9,95 см2
ω3=3 см2
7) ω1=(0.5*3,5*2)=3,5 см2
|
|
|
ω2=15,56 см2
ω3=3 см2
8) ω2=(0.5*4,2*2,4)=5,16 см2
ω3=1 см2
Поділ на відсіки і визначення коефіцієнту стійкості насипу
Після будови можливої кривої зміщення сповзаючи маси ґрунту розбивають на окремі відсіки шириною 4-6 м так, щоб межі відсіків проходили через точки перелому контуру сповзаючого масиву, точки, в яких змінюються характеристики ґрунту по поверхні сповзання. Межею відсіків являється також радіус –перпендикуляр.
Для розрахунку необхідно знати площу кожного відсіку ώі та кут βі, складений вертикальним створом ваги відсіку з нормаллю (напрямком радіусу для даного відсіку).
Площу відсіків обчислюють приблизно як площі простих фігур: трикутників або трапецій. Кути βі обчислюють позначенням синусів.
Синуси кутів визначають таким чином. Знаючи точку на кривій, яка є проекцією центра даного відсіку, вимірюють по горизонталі відстань від указаної точки до вертикального радіуса.
Знаючи значення синусів, легко знайти кут βі та косинуси кута βі.
Знаючи площу кожного відсіку розрахуємо вагу відсіків по формулі
Qi=Wi*γ, (1.19)
де Wi-площа і-го відсіку, м²;
|
|
|
γ-об`ємна вага ґрунту кН/м³.
Указані розрахунки зведемо в таблиці.
Визначаємо значення сил зачеплення СіІі (при заданому коефіцієнті зачеплення Сі).
Всі розрахунки ведемо для кожної кривої зміщення (таблиці 1.2, 1.3, 1.4).
Коефіцієнт стійкості визначаємо по формулі
(1.20)
де f - коефіцієнт тертя сухого ґрунту;
fb - коефіцієнт тертя водонасиченого ґрунту;
С - питоме зачеплення сухого ґрунту, кН/м²;
Св - питоме зачеплення водонасиченого ґрунту, кН/м²;
- об`ємна вага сухого ґрунту, кН/м3;
в - об`ємна вага водонасиченого ґрунту, кН/м3;
Wi - площа і-го відсіку, розташованого лівіше, м2;
Wi’ - суха частина площі відсіку, м2;
Wi”-обводнена частина площі і-го відсіку, м2;
- сума відрізків кривої зміщення в її сухій частині, м;
- сума відрізків кривої зміщення в її обводненій частині, м;
і- кут між напрямком вертикального вектора ваги і напрямком радіуса для
і-го відсіку;
Д - гідродінамічна сила, кН/м.
D=(ω2+ω3+ω4)*10*I0 (1.21)
Де ω- площа частини складаючого масиву , м²;
І0-середній ухил кривої депресії для даного ґрунту, або інакше середній гідравлічний градієнт.
Формула (1.17) розвернута, для того щоб спростити розрахунки Куст зручно вести розрахунок в табличній формі (таблиця 1.2,1.3,1.4).
|
|
|
Розрахунок коефіцієнта стійкості можливо вести по скороченій формулі, структурний зміст якої залишився попереднім
, (1.22)
де 
- сума сил тертя і-го шару, кН/м;
Сі - питоме зачеплення і-го шару, кН/м²;
Li - довжина кривої зміщення і-го відсіку, м;
- сума тангенціальних складових ваги відсіків, які відносяться до утримуючих сил, кН/м;
- сума тангенціальних складових ваги відсіків, які відносяться до зміщуючих сил, кН/м.
Поймений насип можна вважати стійким, якщо коефіцієнт стійкості більше або рівний 1,2.
Так ,як згідно вимогам розрахунків коефіцієнт запасу стійкості 1,098. Що є меншим за мінімально допустимою 1,2 тому необхідно запроектувати додатково конструктивні заходи по підвищенню стійкості насипу.
Після чого маємо коефіцієнт стійкості 1,65 що відповідає вимогам .
З вище отриманих даних робимо висновок:
Що насип э стійким (тому що найменьший отриманий коефіцієнт стійкості >1.2), отже розрахований нами насип може витримати закладену у проекті загрузку на нього.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!