В связи с этим для расчетов напряжений в земляном полотне и его основании можно использовать некоторые простые задачи линейной теории упругости. Для инженерных расчетов применяют отдельные плоские задачи с учетом того, что земляное полотно является протяженным в длину сооружением. Любые внешние воздействия на земляное полотно или его основание можно представить в виде совокупности отдельных полосовых нагрузок прямоугольной и треугольной формы и затем суммировать напряжения от каждой элементарной нагрузки.
всего использовать следующие варианты нагрузок:
прямоугольная полосовая нагрузка,
приложенная к полупространству (рис. 4.22, а). Вертикальные составляющие
нормальных напряжений (сжимающие напряжения), действующие на горизонтальную
площадку в любой ее точке С полупространства, будут выражаться формулой
полосовая нагрузка произвольной формы, приложенная к полупространству. Воздействие полосовой нагрузки произвольного вида можно заменить воздействием суммы полосовых нагрузок прямоугольной и треугольной форм; все они считаются приложенными к полупространству. В этом случае
В практических расчетах обычно пользуются не уравнениями (4.13) и (4.14), а таблицами значений /р, составленными по этим уравнениям для р = 1 (приложение 1, табл. П. 1.2. и П. 1.3). Тогда искомое:
а=-/рр; 1Р=Г(У/Ь, г/Ь). (4.16)
|
|
Напряжения от собственного веса грунта земляного полотна ау определяются следующим образом:
|
|
массивы иной формы (рис. 4.23) заменяются весомыми полупро
странствами 07 и рассчитываются с использованием той же формулы 1
(4.17), однако учитывается только фактически весомая часть массива |
(принятое приближение допустимо в практических расчетах);
в) при многослойном массиве
1 где п — количество слоев грунтов с удельным весом 7г и толщиной /ц.
С учетом рассмотренного напряжения в земляном полотне и его основании
|
|
где 7 — удельный вес грунта, Н/м3; Н — толщина слоя;
б определяются следующим образом:
напряжения в насыпях (рис 4.24). Реальная насыпь заменяется полупространством, загруженным полосовыми нагрузками р0 и рвс. : В соответствии с этой схемой в любой точке С насыпи будут действовать сжимающие напряжения
ст = о-р-гавС-г-% (4.19)
где ар — напряжения от поездных нагрузок, Па; авс — то же, от веса верхнего строения пути, Па; а„ —то же, от собственного веса грунта насыпи, Па.
Значения ар и авс определяются по (4.16), ау — по (4.17); напряжения в основаниях насыпей (рис. 4.25, а). Определяется нагрузка на основание, которой считается эпюра сжимающих напряже- ;
ний, действующих на горизонтальную плоскость, заменяющую в расчетной модели основание. В любой точке этой плоскости напряжение определяется по формуле (4.19). Эпюра разбивается на прямоугольные и треугольные составляющие и тогда в любой точке основания
п
ст=5>*+°у-осн, (4.20)
1 п где 2щ — определяется по формуле (4.15); оу_осн — напряжение от собственного веса грунта основания, Па; определяется по формуле (4.17) или (4.18);
напряжения в основаниях выемок (рис. 4.25, б). Загрузочная площадка (уровень расчетной полуплоскости) может приниматься совпадающей с дном кюветов или бровками. Нагрузки от собственного ве-1-а грунтов откосных частей выемки приложены к загрузочной площадке; тогда в любой точке выемки ниже этой площадки
4.8. РАСЧЕТНАЯ ПЛОТНОСТЬ СЛОЖЕНИЯ ГРУНТОВ НАСЫПЕЙ
При возведении насыпей по индивидуальным проектам плотность их грунтов принимается в соответствии с установленными нормами. Однако в некоторых случаях при индивидуальном проектировании и особенно при разработке проектов высоких насыпей или возводимых из переувлажненных или других специфичных грунтов плотность грунтов может приниматься по расчету как функция действующих в насыпи сжимающих напряжений. Требуемая минимальная плотность сложения сухого грунта рй, г/см8, в любом слое уплотняемой насыпи (рис. 4.27) может быть определена как:
где р8 — плотность частиц грунта, т/м3; р— плотность сложения грунта, т/м3; о» — весовая влажность грунта; е0 — расчетный коэффициент пористости.
Для расчета е0 и рл разделим действующие в любом горизонтальном сечении насыпи напряжения а на постоянно действующие сга = овс-±- | ~{-ау [в соответствии с рис. 4.27 и формулой
(4.19)] и временные сгр, $ возникающие при проходе поезда. Расчетные значения е0 и ра прини- | маются одинаковыми по всей ширине уплотняемого слоя насыпи для I простоты и удобства производства работ по уплотнению и контролю | 202
плотности. Расчетное значение е0 находится приближенно по компрессионной кривой грунта (рис 4.28)
е0 = еан— ке (Деа — &е0), (4.23)
где еан, Аеа и 4е0 показаны на рисунке; ке — коэффициент, учитывающий влияние многократности, продолжительности и способа приложения временной нагрузки; ке = 1,1 -г- 1,6: меньшее значение для супесей, большее для тяжелых суглинков. Значения ке найдены пока что только как учитывающие многократность воздействий.
При определении е0 по (4.23) и затем ра по (4.22) находятся такие их значения, при которых грунты насыпи под воздействием временной поездной нагрузки будут работать практически (с известным приближением) в упругой стадии.
При возведении насыпи из однородного грунта используется единая компрессионная кривая, получаемая до расчетного значения, соответствующего наибольшему напряжению а = о0-тах, действующему в данной насыпи. Для расчета е0 и рл в любой горизонтальной плоскости насыпи (а следовательно, для любого ее слоя) эта кривая перестраивается так, как это показано на рис. 4.28, в соответствии с действующим в рассматриваемой плоскости расчетным сжимающим напряжением о0 (см. рис. 4.27). Удельный вес грунта принимается как у = р§, где § = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения
|
|
16. Устойчивость откосов и склонов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
