Проектирование мероприятий по обеспечению ста­бильности выемки, страница 3

   2.2.1 Выбор типа подушки

    Противопучинные подушки применяются для предотвращения образова­ния пучин при строительстве железных дорог и ликвидации проявившихся пучин на эксплуатируемых линиях.

    Проектирование противопучинных подушек производится на основе ма­териалов наблюдений (в зимний период), инженерно-геологических обсле­дований пучинных мест и предполагает технико-экономическое сравнение возможных вариантов конструкций из различных материалов и технологии работ.

     При проектировании противопучинных подушек учитывают вид материала, его физико-механические, водо-фильтрационные  и теплотехнические свойства. Механическая прочность, морозостойкость материалов обеспечивает эксплуатационную долговечность противопучинных конструкций.

    Принимаем врезную подушку. При ее устройстве отметки верха шпал не изменяются, а ниже балластной призмы производят замену пучин истого грунта песчаными или другим материалами.

Рисунок 2.4 – Конструкция сборного железобетонного смотрового колодца
                        галерейного типа

2.2.2 Определение толщины подушки

   Необходимая толщина теплоизолирующей подушки определяется подбором по формулам:

                                   ;                                                  (2.35)

              ;               (2.36)

                                                  ;                                                          (2.37)

                                                  ;                                                        (2.38)

                                            ;                                           (2.39)

                                            ;                                           (2.40)

                                                      ;                                                   (2.41)

                                                     ;                                               (2.42)

где  и  - соответственно глубина промерзания грунта до устройст­ва и

                      после укладки подушки, м;

 - толщина теплоизолирующей подуш­ки, м;

     и  - коэффициенты теплопроводности соответственно грунта и

                материала подушки, Вт/(м°С);

  и - коэффициенты температуропроводности соответственно грунта и материала подушки, м2/с;

    - период изменения температуры, равный одному году , с;

    е -основание натуральных логарифмов;

    c - удельная теплоемкость сухого грунта или материала подушки,1025,8  Дж/(кг-°С);

    Рcк – плотность сухого грунта или материала подушки, кг/м3;

      - удельный вес грунта или материала подушки, Н/м3;

    W - влажность грунта или материала по­душки, %.

При ; кг/м3;

   ;

;            

          

;

   Условие  выполняется: , следовательно,  грунт под теплоизоляционным слоем промерзать не будет.

2.2.3 Выбор эпюры интенсивности пучинообразования

    Процесс пучинообразования может быть характеризован с помощью эпюр интенсивности пучинообразования, которые представляют собой графики изменения интенсивности пучинообразования по глубине.

    В зависимости от рода грунта, влажности, а также температурного режима эпюры интенсивности пучинообразования могут иметь различный вид. Эти эпюры используются при решении различных практических вопросах, связанных с предотвращением и ликвидацией пучин.

    Принимаем прямоугольную эпюру интенсивности пучинообразования, толщина подушки совпадает с глубиной ее промерзания, отвод простой, устраивается не пучащим песком.

2.2.4 Проектирование продольного профиля подуши

    Продольный профиль подушки состоит из среднего участка и двух концевых. Профиль среднего участка зависит от принятой конструкции противопучинной подушки, но на всем протяжении не изменяется. Форма со­пряжения концевых участков зависит от вида эпюры интенсивности пучинообразования и материала подушки. Расчетные параметры определяется по формулам:

                                              ,                                                                 (2.43)

                                        ,                                                           (2.44)

                                            ,                                                             (2.45)

                                         ,                                                           (2.46)

                                                   ,                                                (2.47)

где - длина отвода сопряжения, м;

       - расчетная высота равномерного пучения на участке пути,

      смеж­ном с подушкой, м;

       - допустимый уклон рельсовых нитей на участках сопряжения,

      зависящий от скоростей движения поездов, %.Нормами те­кущего

      содержания пути допустимый уклон принят 1  при скорости

       движения 100 км/ч.

      -глубина промерзания грунта, м;

       - толщина подушки, м;

      и- соответственно длина первого и второго участков отвода, м;

  и  соответственно уклоны котлована.

Подставляем значения и проводим вычисления

рис


.

    Вид профиля сопряжения показан на рисунке.

    Эпюра интенсивнос­ти пучинообразования - прямоугольная, толщина подушки совпадает с глубиной ее промерзания, отвод простой, устраивается не пучащим пес­ком.

2.2.5 Проектирование поперечного профиля подушки

    При проектировании поперечного профиля подушки необходимо соблюдать следующие основные требования:

1)  конструкция подушки должна быть по возможности простой, позволяющей максимально механизировать работы по устройству;

2)  необходимо обеспечить быстрый сток воды из подушки. Для этого ее основанию следует предать уклон 0,04…0,05 (в поперечном направлении) и выпуск воды осуществлять в углубленные кюветы, лотки, дренажи.

3)  Поперечное сечение подушки должно иметь по возможности минимальные размеры. При этом ширина основания подушки на двухпутном участке должна быть не менее 7,6м (по 3,8м от оси пути). Перелом профиля основания в любом случае должен быть не ближе 3,8 м от оси пути во избежание образования односторонней пучины;

4)  При наличии в выемке грунтовых вод следует обеспечить осушение грунта до уровня основания подушки плюс высота капиллярного подъема воды.

    Поперечный профиль подушки представлен на рисунке   


                        Рисунок 2.5 – Врезная подушка под два пути с впуском воды в углубленный кювет.


Литература:

1 Шахунянц Г.М. “Железнодорожный путь”.- М.: Транспорт, 1987.

2 “Проектирование железнодорожного пути”. Г.М. Шахунянец.- М.:

     Транспорт,      1972.

3 Бубликов Н.В. “Проектирование мероприятий по обеспечению

   стабильности выемки”.- Гомель, 1984.

4 Бубликов Н.В., Печень В.М., Акур И.С. “Проектирование и расчёт

    пойменной насыпи и неустойчивых косогоров”.- Гомель, 1990.