Расчет пойменной насыпи

2. Расчет пойменной насыпи

Исходные данные

1. Категория железной дороги – первая
2. Количество путей – один
3. Высота насыпи
4. Поперечный уклон местности 1/25
5. Грунт земляного полотна – суглинок
6. Нормативная плотность грунтов насыпи 1,54 т/м³
7. Естественная влажность грунтов насыпи 15%
8. Удельный вес грунтов насыпи и основания, 2,62 т/м³
9. Объемный вес грунта основания  насыпи (при естественной влажности 20%) 1,93 т/м³
10. угол внутреннего трения грунтов (в состоянии естественной влажности)

- насыпи 22

- основания насыпи 23

11. Удельное сцепление грунтов (в состоянии естественной влажности)

- насыпи 1,1

- основания насыпи 1,2

12. Средний уклон кривой депрессии 0,11
13. временная нагрузка от локомотива 4,2 т/м²
14. относительная отметка основания насыпи  (по оси земляного полотна) 62м
15. Относительная отметка ГВВ=67м
16. Высота набега волны 1,0м

Проектирование пойменной насыпи осуществляется путем подбора, т.е. сначала вычерчивается поперечный профиль, а затем проверяется его устойчивость.

Поперечный профиль насыпи проектируют с учетом строительно-технических норм МПС СТНЦ-01095 “Железнодорожные колеи 1520мм”.

Отсыпка основания насыпи и ее высота заданы в задании. Ширина основной площадки земляного полотна для однопутной линии составляет 7,6 м. Очертание сливной призмы при определении устойчивости насыпи не учитывается.

Крутизна откосов принимается:

0-6 м                           1:1,5

6-8 м                           1:1,75

>8 м                            1:2

В пойменной насыпи со стороны подтопления обязательно устраивается берма, ширина бермы от 3 до 12 м, крутизна откосов 1:2. Отметка бермы считается по формуле

отметка бермы=ГВВ+h_н.в.+а=67+1,0+0,25=68,25м;

ГВВ – горизонт высоких вод;

h_н.в – высота набега волны;

а=0,25 м – запас;

В курсовом проекте необходимо вычертить поперечный профиль в М 1:200 на миллиметровке. При расчете устойчивости насыпи временную поездную нагрузку и вес верхнего строения пути заменяют условным столбиком шириной 2,75 м, высота столбика определяется по формуле

;

P₀ – указанная суммарная нагрузка, принимается равной допускаемым напряжениям на основной площадке земляного полотна, принимаемая 8т/м²;

γ_н – объемный вес грунта насыпи при естественной влажности;

W_н – влажность грунтов насыпи, равная 0,15;

γ_ск(н) – нормальная плотность грунтов, равная 1,54 т/м³;

Расчет основных характеристик грунтов.

Грунты насыпи в естественном состоянии:

объемный вес грунтов

коэффициент трения грунтов насыпи в естественном состоянии

φ_н – угол внутреннего трения грунтов насыпи, равный 22º.

удельное сцепление грунтов насыпи

с_н =1,1 т/м³;

Грунты насыпи во взвешенном состоянии

объемный вес грунтов

ε_н – коэффициент пористости насыпи;

Угол внутреннего трения φ_н=22º.

коэффициент трения грунтов насыпи во взвешенном состоянии

удельное сцепление грунтов насыпи во взвешенном состоянии;

c_взв =0,7*с_н=0,7*1,1=0,77 т/м³;

Грунты основания в естественном состоянии:

объемный вес грунтов

коэффициент трения грунтов насыпи в естественном состоянии

φ_н – угол внутреннего трения грунтов насыпи, равный 23º.

удельное сцепление грунтов насыпи

с_осн =1,2 т/м³;

Грунты основания во взвешенном состоянии

объемный вес грунтов

ε_осн – коэффициент пористости основания;

коэффициент трения грунтов основания во взвешенном состоянии

c_{взв. осн.} =0,7*с_осн=0,7*1,2=0,84 т/м³;

Расчеты сводят в таблицу

	характеристики грунтов			φ,град	f	c,т/м3	γ,т/м3
		грунты
		грунты насыпи при		22	0,40	1,10	1,77
		естественной влажности
		грунты насыпи во		22	0,34	0,77	0,95
		взвешенном состоянии
		грунты основания при		23	0,43	1,20	1,93
		естественной влажности
		грунты основания во		23	0,36	1,84	1,19
		взвешенном состоянии

При расчете устойчивости насыпи рассматривают кусок насыпи длиной 1 м. Весь поперечный профиль насыпи делится на отсеки, Ширина отсека должна быть не более 6 м. Границы отсеков должны совпадать с характерными точками.

;

;

, где угол α определяется графически.

Определяем коэффициент устойчивости

 где

Д – гидродинамическое давление

 где

Ω – площадь части сползающего массива, наполненного водой;

 

I – уклон кривой депрессии;

γ_в – объемный вес воды = 1т/м³.

Нормативный коэффициент устойчивости принимается равным 1,2.

Расчет   приводится ниже и исходя из полученных данных делается вывод об устойчивости насыпи.

Т.к. <1,2 (1-ая кривая - 1,08   ; 2-ая кривая - 1,09   ; 3-я кривая – 1,12), то насыпь неустойчива, требуется проведение мероприятий по повышению устойчивости насыпи.

      Расчеты кривых обрушения приведены ниже.