Определение центра возможной кривой смещения грунта

 — влажность грунта насыпи;

g — ускоре­ние силы тяжести, 9,81 м/с².

Плотность сухого грунта определяется по формуле

                                                        (3.3)

;

;

Фиктивные столбики высотой  и шириной  строятся на основной площадке насыпи по осям путей.

Определяется центр возможной кривой смещения. Для этого со­единяется точка подошвы откоса насыпи (точка А) с одной из точек ос­новной площадки и из середины полученной прямой восстанавливается перпендикуляр, являющийся линией центров кривой смещения. От верха фиктивного столбика слева под углом 36° проводится вспомогательная линия. Точка пересечения вспомогательной прямой и линии центра в точке «О» есть центр вращения круглого цилиндра. Из полученной точки радиусом R=34,76 м проводится  кривая смещения.

Полученный блок обрушения разбивается на отсеки границы которых должны проходить через переломные точки профиля и через пересечения кривой смещения с депрессионной кривой. Ширина отсека не должна быть больше 5м.

3.3.3 Определение расчетных значений характеристик грунтов

С учетом водонасыщения грунта в зоне подтопления насыпи в блоке смещения выделяется три слоя, границами которых явля­ются депрессионная поверхность и поверхность основания насыпи.

В первом слое насыпи характеристики грунта насыпи определяются по формулам

                  (3.4)

где - удельный вес грунта насыпи, кН/м³;

- угол внутреннего трения;

 - удельное сцеп­ление грунта.

Во втором слое (между поверхностью депрессии и поверхно­стью основания) характеристики грунта определяется с учетом взвешивающего действия воды и дополнительного увлажнения после подтопления по формулам

                 (3.5)

где  - удельный вес грунта насыпи с учетом взвешивающего действия воды;

 - плотность частиц грунта насыпи;

 - плотность воды, равняется 1 т/м³.

В третьем слое (в грунте водопроницаемого основания насы­пи) расчетные значения характеристик определяются по исход­ным данным с учетом затопления по формулам

                  (3.6)

где  - плотность минеральных частиц грунта основания;

— коэффициент пористости грунта основания;

— угол внутреннего трения грунта основа­ния насыпи;

— удельное сцепление грунта основания насыпи.

3.3.4 Расчет устойчивости откоса насыпи

Устойчивость откоса оценивается для участка насыпи длиной 1 м коэффициентом устойчивости, который равен отношению суммы моментов сил, удерживающих блок, к сумме моментов сил, смещающих его, т. е.

                                       (3.7)

где ,  — соответственно силы трения и силы оцепления грунта, действующие по поверхности смещения, кН;

 и , — нормальная и тангенциальная составляющие силы веса 1-го отсе­ка, кН, определяемые по формулам

                                                      (3.8)

                                                      (3.9)

 — вес отсека, вычисляемый по формуле

                            (3.10)

где ,, — площади частей отсека, находящихся в первом, втором и третьем слоях блока смещения, м²;

 — гидродина­мическая сила, кН, возникающая при вытекании воды из насыпи и действующая в центре тяжести водонасыщенной части блока смещения, определяется по формуле

                                             (3.11)

— угол наклона основания отсека к горизонту, определяется по формуле

                                                   (3.12)

 — расстояние от середины основания отсека до направления вертикального радиуса R, м;

 — длина основания отсека, м.

Расчет устойчивости произведен в табличной форме, таблица 3.5.

Для учета динамического состояния насыпи данной высоты по рассматриваемой поверхности смещения окончательно вы­числяется расчетный коэффициент устойчивости