Ответы на экзаменационные вопросы (Земляное полотно в районах вечной мерзлоты. Расчёт глубины заложения одностороннего дренажа. Проектирование дренажа (трасса, продольный профиль, элементы траншеи и смотровые колодцы). Термозащитные устройства и покрытия. Общие понятия о теплотехническом расчёте защитных покрытий и устройств.), страница 5

Сила землетрясений характеризуется балльностью. У нас пользуются двенадцатибалльной шкалой землетрясений (ГОСТ 6249—52). Каждый балл землетрясения оценивается по этой шкале соответствующими характеристиками разрушающих сил. Каждому баллу соответствуют также определенные ускоре­ния сейсмической волны. На территории СССР наи­большая сейсмичность доходит до 9 баллов.

В расчетах устойчивости земляного полотна следует учитывать сейсмичность для районов, где балльность равна 7 или более. В расчете, методика которого предложена проф. Г. М. Шахунянцем, пользуются коэффициентом сотрясения μ: μ=ρ/g(1), где ρ — ускорение сейсмической волны в м/сек2; g — ускорение силы тяжести в м/сек2.

Различают горизонтальную ρ г и вертикальную ρ в составляющие ускорения сейсмической волны.

По формуле (1) можно определить значения μ г и μ в. Нередко в расчетах принимают направление полного ускорения горизон­тальным.

Пусть задан откос, у которого возможная призма обрушения имеет собственный вес Q. Дополнительные силы, действующие на призму обрушения, определяются выражениями:

в горизонтальной плоскости Qг = рГ т = μ ГQ, где т — масса возможной призмы обрушения; в вертикальной плоскости Qв = рВ т = μ ВQ. Если принять, что полное ускорение ρ направлено горизонталь­но, то равнодействующая всех сил qp (рис. 26), приложенных к возможной призме обрушения, qp=√ q2+ qг2.

Расчет устойчивости откосов земляного полотна в сейсмиче­ских условиях ведут в такой последовательности.

Обычным порядком строят возможную кривую обрушения, а также возводят фиктивные столбики грунта, заменяющие времен­ную нагрузку и вес верхнего строения пути (рис. 27). Сползаю­щий массив разбивают на отсеки линиями, направленными под углом θ к вертикали. Для каждого отсека вычисляют равнодей­ствующую силу Qрi. Затем определяют ее состав­ляющие Ni и Тi. Далее вычисляют коэффициент устойчивости откосов.


70.Начертите типовой поперечный профиль насыпи земляного полотна, сооружаемой в обычных условиях.


71.Начертите типовой поперечный профиль насыпи с частичным выторфовыванием при пересе­чении железной дорогой болота I типа.


72.Поддерживающие сооружения земляного полотна. Укрепление грунтов.

Укрепление грунтов достигается посредством уплотнения, уве­личения связей между частицами или агрегатами частиц, запол­нения пор и трещин в массиве грунта.

Укрепление грунтов цементацией заключается в перемешивании или инъекции цементного раствора в грунт, а так­же нанесении цементного раствора на поверхность защищаемого массива.

Цемент, взаимодействуя с минеральными частицами грунта и затвердевая в процессе гидратации, значительно повы­шает прочность грунта.

Для защиты быстровыветривающихся скальных пород в отко­сах выемок от разрушения применяют метод торкретирова­ния. В откосы вбивают металлические штыри, на которые наве­шивают металлическую сетку с ячейками 50X50 см из проволоки диаметром 3—4 мм. Затем наносят цементный раствор.

Химические способы укрепления грунтов проходят ис­пытания на нескольких железных дорогах. Укрепляющие раство­ры инъектируют в межчастичные поры грунта или в трещины и пустоты между отдельными комочками-агрегатами. Грунты, об­работанные химикатами (как правило, твердеющими растворами), становятся менее проницаемыми, более прочными и непучинистыми.

В некоторых случаях: повышение прочности глинистых грун­тов и устойчивости земляиого полотна достигают за счет гидро­изоляции от поверхностных атмосферных вод. Известен оте­чественный и зарубежный опыт использования в качестве гидроизо­ляции полихлорвиниловых пленок, бризольных покрытий.. Между защищаемым глинистым грунтом и изоляционной пленкой уклады­вают слой песка 5—10 см,-

Термический способ укрепления грунта обжигом был применен для борьбы с оползнями еще в XIX в. При обжиге, т. е. прогреве до температуры 300—1100°С, в течение 5—10 суток (наи­лучший интервал температур 600—800°С) грунт приобретает свойство клинкера. При этом сопротивление сдвигу увеличивается в 10—15 раз. Обжиг эффективен только для однородных глинистых грунтов.

Электрохимический способ укрепления грунтов. В глинистый грунт вбивают металлические электроды и через них в течение не­скольких часов пропускают постоянный электрический ток. При этом вода в грунте начинает перемещаться к катоду. Катод, вы­полненный в виде перфорированной трубы, позволяет вывести из грунта гравитационную и капиллярную воду и осушить его.

Введение в грунт растворов хлористого кальция, жидкого стек­ла и др. в процессе пропуска тока приводит к повышению прочно­сти грунта в закрепляемой зоне.

Способ силикатизации. Силикатизация успешно может быть применена для закреп­ления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сутки, а также лёссовых грунтов с коэффициентом фильтра­ции от 0,1 до 2 м/сутки.

Для песков применяют двухрастворный способ силикатизации, который заключается в том, что в грунт через скважины под дав­лением до 5 ат нагнетают жидкое стекло (обычно раствор крем­некислого натрия). Через сутки после насыщения грунта этим раствором нагнетают в него раствор хлористого кальция. В ре­зультате химического взаимодействия между этими реагентами в грунте образуется гидрогель кремнёвой кислоты, который, затвер­девая, цементирует пески, создавая подобную песчаникам породу. Процесс продолжается 8—12 суток.

Суглинистые грунты с малой проницаемостью укрепляют методом электросиликатизации — введением жидкого стекла с одновременным пропусканием постоянного электрического тока.

Обеспечения устойчивости насыпи против сдвига по основанию достигают устройством в необходимых случаях подпорных стен, упорных каменных призм, контрбанкетов. Иногда строят контр­форсы и контрфорсные дренажи.

Подпорные стены  бывают каменные, бетонные и железобетонные. Во всех случаях (кроме кладки всухую) обяза­тельно устройство застенного дренажа с засыпкой из хорошо фильтрующего крупного песка или мелкого чистого гравия.

Упорные призмы в зависимости от местных условий сооружают с выкладкой камня по наружной поверхности откоса или как обычную каменную наброску.