Проектирование и расчет пойменной насыпи. Определение требуемой плотности. Методика определения требуемой плотности грунта в теле насыпи

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Содержание

1   Проектирование и расчет пойменной насыпи…………

1.1  Определение требуемой плотности…………………….

1.1.1  Исходные данные. Определение нагрузок и составление расчетной схемы…..

1.1.2  Определение напряжений в земляном полотне………………………..

1.1.3  Методика определения требуемой плотности грунта в теле насыпи………

1.1.4  Расчет требуемой плотности грунта в нулевой точке…………….

1.1.5  Расчет требуемой плотности грунта в первой точке…………

1.1.6  Расчет требуемой плотности грунта во второй точке…………..

1.1.7  Выводы………………….

1.2  Определение параметров волнового воздействия и верхней границы

            укрепления откосов насыпи………………………………..

1.3  Проектирование поперечного профиля пойменной насыпи

      на основе расчетов ее устойчивости…………………………

2  Проектирование мероприятий по обеспечению стабильности выемки………

2.1  Проектирование и расчет дренажа

2.1.1  Оценка технической эффективности дренажа…………………….

2.1.2  Выбор типа дренажа и места его заложения………………………….

2.1.3  Расчет глубины заложения дренажа………………..

2.1.4  Определение расхода воды в дренаже………………..

2.1.5  Гидравлический расчет дренажа……………….

2.1.5.1  Подбор дренирующего заполнителя…………….

2.1.5.2  Подбор дрены и проверочный расчет пропускной способности труб……..

2.1.6  Проектирование трассы. Основные положения по проектированию………..

2.1.7  Проектирование основных элементов траншеи………….

2.2  Пректирование термозащитных покрытий как второго возможного варианта

             ликвидации пучин выемки………………………………..

2.2.1  Выбор типа подушки………….

2.2.2  Выбор толщины подушки……………………….

2.2.3  Выбор эпюры интенсивности пучинообразования……………….

2.2.4  Проектирование продольного профиля подушки…………….

2.2.5  Проектирование поперечного профиля подушки

Литература…………..

Приложение А……………………………

 


        1 Проектирование и расчет пойменной насыпи

        1.1 Определение требуемой плотности грунта в теле насыпи

1.1.1   Исходные данные. Определение нагрузки и составление                       расчетной схемы

Исходные данные для расчета пойменной насыпи следующие:

Тип локомотива ТЭ 7, рельсы типа Р 65, шпалы деревянные, высота насыпи  16,6 м.

На земляное полотно действуют нагрузки от подвижного состава, веса верхнего строения пути с учетом сливной призмы и веса вышележащих слоев грунта самого земляного полотна.

Нагрузка от подвижного состава является временной, а от веса верхнего строения пути и грунта земляного полотна – постоянно действующей.

Значение интенсивности полезной нагрузки определяется из выражения:

                                                      Pр =,                                        (1.1)

 где     ж.б. – длина жесткой базы;

            ш – длина шпалы, ш  = 2,75 м;

 Рк – статическая нагрузка колеса на рельс, кН;

  - количество осей, входящих в состав жесткой базы.

По [5 стр 6] определяем значение Рк, , ж.б.

    Рк = 105 кН ;

     = 3 ;

    ж.б. =  420 см = 4,2 м.

Таким образом, Рр по формуле 1.1 получаем

Рр =  = 54,54 кПа.

Нагрузку от верхнего строения пути Рвс определяем по [5 стр 6]

Рвс = 15,4 кПа;

В0 = м.

Строим расчетную схему

Рисунок 1.1 – Расчетная схема

1.1.2  Определение напряжений в земляном полотне

 


       Напряжение в любой точке земляного полотна находим из выражения

                                     sо = sр + sвс + s ,                                                   (1.2)

где sр  - напряжение, вызываемое действием поездной нагрузки ;

      sвс – напряжение, вызываемое весом верхнего строения пути ;

       s - напряжение, вызываемое собственным весом грунта.

sо = sр + s,   s =  s + sвс ,

где s - постоянная нагрузка.

   При расчете напряжений в земляном полотне применяют теорию линейно деформируемых тел. Из этой теории известно, что для прямоугольной полосовой нагрузки напряжения определяются по формуле

                                  sр = -(1 + sin 21 - 2 -  sin 22)                            (1.3)

                                  sвс = -(1 + sin 21 - 2 -  sin 22)                          (1.4)

   Углы 1 и 2 считают положительными, если их отсчитывают от вертикалей, ограничивающих нагрузку, по часовой стрелке. Знак минус в формулах указывает на то, что напряжение сжимающее.

  1) Вертикальные напряжения от веса верхнего строения пути sвс определяются по формулам

                                                   1 =  arctg  ;                                                (1.5)

                                          2 = -arctg  ;                                                   (1.6)


Рисунок 1.2 – Напряжение от верхнего строения пути

1 = 8,3 м ;      2 =  Н = 16,6 м .

      11 =  arctg  = 0,7712 рад         12 = -arctg   = -0,2772 рад;

21 =  arctg  = 0,3855 рад         22 = -arctg   = -0,1385 рад.

    2) Вертикальные напряжения от поездной нагрузки sр  по второму пути определяются по следующим формулам

                                                   1 =  arctg ;                                             (1.7)

                                                 2 =  -arctg ;                                                   (1.8)

Рисунок 1.3 – Напряжение от поездной нагрузки по второму пути.

       11 =  arctg = 0,6596 рад ;        12 =  -arctg = -0,3283 рад ;

         21 =  arctg = 0,3298 рад ;        22 =  -arctg = -0,1642 рад ;

   Вертикальные напряжения от поездной нагрузки sр  по первому пути определяются по следующим формулам

                                                 1 =  arctg ;                                                     (1.9)

                                              2 =  -arctg ;                                            (1.10)

Рисунок 1.4 – Напряжение от поездной нагрузки по первому пути

                 11 =  arctg = 0,1657 рад ;        12 =  -arctg = -0,1657 рад ;

                  21 =  arctg = 0,0828 рад ;        22 =  -arctg = -0,0828 рад ;

s1вс = -(0,7712 + sin () + 0,2772 -  sin (2 (-0,2772))) = - 8,88 кПа ;

s2вс = -(0,3855 + sin () + 0,1385 -  sin (2 (-0,1385))) = - 4,95 кПа;

s1р-2 = -(0,6596 + sin () + 0,3283 -  sin (2 (-0,3283))) = - 30,87кПа;

s2р-2 = -(0,3298 + sin () + 0,1642 -  sin (2 (-0,1642))) = - 16,70кПа;

s1р-1 = -(0,1657 + sin () + 0,1657 -  sin (2 (-0,1657))) = - 11,41кПа;

s2р-1 = -(0,0828 + sin () + 0,0828 -  sin (2 (-0,0828))) = - 5,74 кПа.

   Вычисляем суммарное напряжение s1р и s2р от  поездной нагрузки

s1р = 30,87 + 11,41 = 42,28 кПа ;

s2р = 16,40 + 5,74 = 22,44 кПа .

1.1.3  Методика определения требуемой плотности грунта

 в теле насыпи

   При возведении насыпей их уплотняют, чтобы под воздействием временных и постоянных нагрузок в них  не возникало недопустимых статических деформаций, чтобы они работали практически в упругой стадии, имели достаточное сопротивление инфильтрации воды в грунт и чтобы сточное устройство насыпей с необходимыми укреплениями было минимальным.

    Задача расчета тела насыпи на уплотнение состоит в том, чтобы определить удельный вес грунта , при котором будут возникать лишь упругие деформации.

    Удельный вес трунта  находится по формуле

                                                        = d (1 + W),                                           (1.11)

 где d- требуемый по условию плотности  удельный вес сухого грунта,

       W – весовая влажность грунта в долях единицы;

Значение d  определяют по формуле

                                                        d = s / (1 + e0),                                             (1.12)

где s – удельный вес частиц грунта,

      e0 – требуемый коэффициент пористости по условиям плотности грунта.

Значение коэффициента пористости e0 определяется по компрессионным кривым в зависимости от напряжений в грунте тела насыпи.

1.1.4  Расчет требуемой плотности грунта в нулевой точке

Исходные данные:

s = 25,7 кН/м3 ;    Н = 16,6 м ;    W =16 % ;    Ке =1,6

sр0 = Рр = 54,54 кПа ;

sвс0 = Рвс = 15,4 кПа ;

s0 = 0;

s0 = sвс0 + s0 = 15,4 кПа;

s00 = sр0 + s0 = 54,54 + 15,4 = 69,94 кПа;

еоан = 0,760                    еоак = 0,649

еоон = 0,724                    еоок = 0,632

ео =   еан - Ке  ((еан –еак ) – (еон – еок) =

= 0,760-1,6((0,760-0,649)-(0,724-0,632)) = 0,7296

                         d = 14,86 кН/м3 ; о = 14,86 (1+0,16) = 17,24 кН/м3.

1.1.5  Расчет требуемой плотности грунта в первой точке

                                                      1 = о + ,                                         (1.13)

     где  принимаем 0,6 кН/м3;

1 = 17,24+0,6= 17,84 кН/м3;

sр1 = 42,28 кПа ;

sвс1 = 8,84 кПа ;

s1 = 1 ∙ Н/2 = 148,07 кПа;

s1 = 148,07+8,84 =156,91 кПа;

sо1 = 156,91+42,28 = 199,19 кПа;

 е1ан = 0,673                 е1ак = 0,611

  е1он = 0,654                 е1ок = 0,604

е 1 = 0,673– 1,1 ((0,673 – 0,611) – (0,654 – 0,604)) = 0,6598

Удельный вес сухого грунта     1d = 15,48 кН/м3 ;

Удельный вес сухого грунта   11 = 15,48 (1+0,16) = 17,96 кН/м3.

 = | 17,96 – 17,84 | = 0,12 < 0,1÷0,2 кН/м3.

1.1.6  Расчет требуемой плотности грунта во второй точке

Для второй точки необходимую плотность грунта определяют тем же порядком, задаваясь значением

                                                2 = 1 + ,                                               (1.14)

     где  принимаем 0,6 кН/м3;

2 = 17,96 + 0,6 = 18,56 кН/м3;

sр2 = 22,44 кПа ;

sвс2 = 4,95 кПа ;

s2 = 2 ∙ Н = 18,56 ∙16,6 = 308,1 кПа;

s2 =  4,95 + 308,1 = 313,05 кПа;

sо2 = 22,44 + 313,05 = 335,49 кПа;

е2ан = 0,615                    е2ак = 0,588

е2он = 0,609                   е2ок = 0,584

е02 = 0,615 – 1,1 ((0,615 – 0,588) – (0,609– 0,584)) = 0,6128

Удельный вес сухого грунта     2d = 15,93 кН/м3 ;

Удельный вес сухого грунта   21 = 15,93 (1+0,16) = 18,48 кН/м3.

 = |18,48 – 18,56 | = 0,08< 0,1÷0,2 кН/м3.

1.1.7  Вывод

ср =  =  = 17,89 кН/м3;

ео ср   =  =  = 0,6674.

По результатам расчетов строим эпюры sр, sвс, s, sо  ео, смотри рисунок

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Геодезия
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
544 Kb
Скачали:
0