РАСЧЕТ КОЛЕБАНИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНАНА ТОРФЯНОМ ОСНОВАНИИ ПРИ
ВОЗДЕЙСТВИИ ПОДВИЖНЫХ НАГРУЗОК
Расчет проводится в случае, если суммарная толщина дорожной одежды и насыпного слоя оказывается меньше значений, приведенных в таблице.
Минимальные суммарные толщины насыпей и дорожных одежд, при которых
Не требуется проверка конструкции на упругие колебания
| Толщина слоя торфа под насыпью после его уплотнения под весом насыпи, м | Суммарная толщина насыпного слоя из минеральных грунтов и дорожной одежды при типах дорожной одежды, м
| ||
| капитальные | облегченные | переходные | |
| До 0,5 | 2,0 | 1,5 | 1,2 |
| 1,0 | 2,5 | 2,0 | 1,5 |
| 2,0 | 3,0 | 2,5 | 2,0 |
| 3,0 и более | 3,5 | 3,0 | 2,5 |
Примечания. 1. Для промежуточных значений мощности слоя уплотненного торфа требуемая минимальная суммарная толщина устанавливается по линейной интерполяции.
2. Суммарная толщина насыпи и дорожной одежды указана по оси насыпи с учетом осадки.
3. При дорожных одеждах с монолитными слоями, обладающими плитным эффектом (цементобетон, асфальтобетон, цементогрунт и т.п.) за толщину дорожной одежды допускается принимать эквивалентную толщину слоя грунта насыпи.
При суммарных толщинах, менее указанных в таблице, конструкция проверяется динамическим расчетом.
Динамический расчет сводится к удовлетворению следующего условия:
, (1)
где 
- ускорение колебаний проектируемой насыпи на торфе; 
- предельно допустимое ускорение колебаний насыпи на торфе, определяемое в зависимости от типа проектируемого покрытия и частоты собственных колебаний насыпи (рис.П.4.1).
Рис.П.4.1. Предельно допустимые ускорения колебаний земляного полотна:
I - для усовершенствованных капитальных покрытий; II - для усовершенствованных облегченных покрытий;
III - переходных покрытий
Ускорение колебаний проектируемой насыпи на торфе определяют по формуле
, (2)
где 
- амплитуда колебаний насыпи; 
- круговая частота собственных колебаний насыпи.
Динамический расчет необходимо производить в такой последовательности:
а) определить частоту собственных колебаний насыпи на торфяном основании;
б) определить амплитуду колебаний насыпи;
в) вычислить ускорение колебаний проектируемой насыпи;
г) определить предельно допустимые ускорения колебаний;
д) проверить допустимость ускорений колебаний проектируемой насыпи;
е) наметить мероприятия по уменьшению ускорений колебаний, если они превышают предельно допустимые величины.
Определение частот собственных колебаний насыпей на торфяном основании
При определении частот собственных колебаний в зависимости от отношения толщины насыпи 
к толщине оставляемого слоя торфа (в уплотненном состоянии) 
, следует рассматривать два расчетных случая: 1-й - 
и 2-й 
для <100 см.
Частоты собственных колебаний насыпей на торфяном основании для 1-го случая определяют по номограмме (рис.П.4.2), которая составлена на основе решения задачи о колебаниях насыпи на упругом торфяном основании.
Рис.П.4.2. Номограмма для определения частот собственных колебаний
насыпей на торфяном основании (1-ый расчетный случай)
Частоты собственных колебаний насыпей на торфяном основании для 2-го расчетного случая определяют по формуле
. (3)
В формуле (3) 
- приведенный модуль упругости торфа, учитывающий отсутствие боковых перемещений колеблющейся призмы торфяного основания
, (4)
где 
- модуль упругости торфа в уплотненном состоянии, определяемый по графику рис.П.4.3; 
- среднее значение коэффициента Пуассона для торфа.
Рис.П.4.3. Номограмма для определения модуля упругости торфяного основания:
- относительная деформация торфяного слоя при расчетной осадке 
При отсутствии данных испытаний допускается принять = 0,35.
В этом случае 
,
;
,
здесь - общая толщина насыпного слоя; - толщина слоя торфа под насыпью; 
и 
- соответственно средние значения удельного веса для грунта насыпи и торфа; 
- ускорение свободного падения.
Общая толщина насыпного слоя
, (5)
где 
- высота насыпи; - осадка основания.
Амплитуду колебаний насыпи на торфе при воздействии на дорожную конструкцию транспортной нагрузки (расчетная нагрузка группы ) определяют по формуле:
, (6)
где 
- упругий прогиб торфяного основания, вызываемый статической нагрузкой от колеса расчетного автомобиля; 
- динамический коэффициент, характеризующий увеличение прогиба за счет эффекта подвижности нагрузки.
Упругий прогиб торфяного основания
, (7)
где 
и 
- параметры расчетной нагрузки ( 
=198 кгс/см).
Коэффициент 
определяют по графику рис.П.4.4, а в зависимости от отношений 
и 
( 
- толщина однородного песчаного слоя, эквивалентного по распределению напряжении многослойной системе дорожная одежда-насыпь). Коэффициент 
устанавливают по графику рис П.4 4, б.
Рис.П.4.4. Графики для определения коэффициентов и
, (8)
где 
- эквивалентная толщина дорожной одежды.
, (9)
здесь 
- толщина слоев дорожной одежды, расположенных выше песчаного слоя; 
- средний модуль упругости дорожной одежды; 
- модуль упругости грунта насыпи.
, (10)
где 
, 
, … 
- расчетные модули упругости отдельных конструктивных слоев, толщина которых равна 
, 
, … 
.
Динамический коэффициент , равный отношению максимального динамического прогиба торфяного основания, вызываемого движущимся автомобилем, к величине статического прогиба определяют по графику (рис.П.4.5) в зависимости от коэффициента демпфирования 
. Для 1-го расчетного случая равен 
, для второго - 
( в МПа) или 
( в кгс/см 
).
Рис.П.4.5. График для определения динамического коэффициента
В случаях, когда не выполняется требование формулы (1), обеспечивающее допустимые колебания насыпи на торфе, находящейся под действием динамической нагрузки, необходимо наметить мероприятия по снижению колебаний.
Основным и наиболее простым способом снижения ускорений колебаний земляного полотна на торфяном основании является увеличение толщины насыпного слоя, что обеспечивает уменьшение частот и амплитуд колебаний, и, в конечном счете, снижает ускорения колебаний.
Если по условиям продольного профиля поднятие насыпи нежелательно, для увеличения толщины насыпного слоя можно пользоваться методами временной пригрузки или частичного выторфовывания.
Приложение 5
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 455; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!