Проектирование предпортальной выемки грунта глубиной 12.1м

Страницы работы

Содержание работы

2 Проектирование предпортальной выемки

2.1 Назначение основных конструктивных элементов выемки

Выемка на подходах к тоннелю является объектом индивидуального проектирования по следующим показателям:

1) большая глубина выемки;

2) разнородность грунтового сложения;

3) обводненность.

Физико-механические характеристики грунтов верхнего слоя откосов выемки, а также нижнего слоя откосов и основания выемки приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Физико-механические характеристики грунтов

Номер грунта

Вид грунта

s, т/м3

аКП, м

I0

Кф, м/сут

Wм,

Wр, %

WL, %

Iр, %

W, %

С, кПа

j, град

12б

Суглинок тяжелый

2,71

1,4

0,09

110-9

20

33

13

21

22

20

10в

Суглинок легкий

2,70

1,0

0,07

110-8

16

24

8

20

7

20

Обозначения: s – плотность частиц грунта; аКП – высота капиллярного поднятия воды; I0 – средний уклон кривой депрессии; Кф – коэффициент фильтрации; Wм – максимальная молекулярная влагоемкость; Wр – влажность на границе раскатывания; WL – влажность на границе текучести; Iр – число пластичности; W - природная влажность; С – удельное сцепление; j - угол внутреннего трения. 

Глубина выемки Н определяется по формуле:

Нвзем - Гпр,                                               (2.1)

где Гзем – отметка земли, м (Гзем=132,5 м);

Гпр – отметка проетной бровки, которая определяется по формуле

Гпр= Гбр+0,4,                                                 (2.2)

где Гбр – отметка профильной бровки основной площадки, м (Гбр=120,0 м).

0,4 – суммарная высота сливной призмы и толщина песчаной подушки, м.

Гпр= 120,0+0,4=120,4 м,

Нв=132,5 – 120,4=12,1 м.

Форма основной площадки принимается горизонтальной.

Ширина основной площадки назначается по формуле

В=b+Db+M+Dm – 0,4,                                        (2.3)

где b – нормативная ширина основной площадки на прямом однопутном участке пути, м (b=7,3 м для линий III категории) /2, таблица 1.1/;

Db – уширение основной площадки в кривой, м (Db=0,4 м для R=1200 м), /2, таблица 1.2/;

М – расстояние между осями смежных путей на прямом участке, 4,1 м;

Dm – уширение междупутного расстояния в кривых участках, м (Dm=0,15 м для R=1200 м), /2, таблица 1.3/.

В=7,3+0,4+4,1+0,15 – 0,4=11,55 м.

Крутизна откосов принимается 1:2.

Отвод атмосферных осадков осуществляется с помощью кюветов 0,4×0,6 м и нагорной канавы 0,8×1 м с укреплением дна канавы и ее откосов каменной наброской толщиной 20 см.

Нагорная канава размещается с нагорной стороны выемки на расстоянии не менее 5 метров.

2.2 Расчет местной устойчивости откосов

Цель расчета – оценить возможность сплыва откосов, принятой крутизны и предусмотреть в случае необходимости их уположение в сочетании с тем или иным способом защиты от переувлажнения.

Расчетная схема приведена на рисунке 2.1.

Удельный вес грунта в верхней части откоса вычисляется как среднее значение веса в точке 0 и 1.

В точке 0 sg-0=0. Для этой точки по ветви нагрузки компрессионной кривой грунта верхнего слоя откосов (рисунок 2.2) находится е0.

 Рисунок 2.1 – Расчетная схема к определению местной устойчивости откосов

Рисунок 2.2 – Компрессионная кривая грунта верхней части откоса выемки: 1 – ветвь нагрузки; 2 – ветвь разгрузки

При значении s=0 находится е0=0,872. Определяется g0 по формуле

В точке 1 принимаем  =+0,05h, где h – высота части откоса, подверженная сплыву, определяется по чертежу (рисунок 2.1). h=7,7 м.

=17,18+0,057,7=17,57 кН/м3

Напряжение в точке 1 определяется по формуле

По величине по ветви нагрузки компрессионной кривой определяем коэффициент пористости в точке 1: е1=0,785. Определяется удельный вес грунта в точке 1 по формуле (2.4):

Удельный вес грунта определяется по формуле

Сплыв откоса обычно происходит в период оттаивания мерзлого слоя грунта, когда снижается его прочность в водонасыщенном состоянии.

Сплыв происходит при приближении плоскости оттаивания к границе максимального сезонного промерзания, глубина которого определяется по формуле

где  – коэффициент теплопроводности мерзлого слоя, Вт/(м°С), определяемый из выражения

где K – коэффициент равный 1,4 для суглинков;

Похожие материалы

Информация о работе