Основы проектирования автомобильных дорог, страница 4

Для того, чтобы проверить откосы насыпи на устойчивость, необходимо вычислить коэффициент устойчивости .

Расчет  производим в следующей последовательности:

1. Вычерчиваем на миллиметровке в масштабе 1 : 200 поперечный профиль насыпи. Расчет устойчивости дорожной насыпи ведем на собственный вес грунта и вес дорожной одежды, нагрузка от веса автомобилей является дополнительной. Заменяем её на нагрузку эквивалентного слоя грунта. Толщину слоя грунта вычисляем по формуле:

                                                      (2)

где НГ = 60 кПа – временная нагрузка от гусеничной машины, соответствующая нормативной нагрузке (давление 60 кН/м гусеницы при ширине машины 3,3 м);  – ширина машины, м;  – удельный вес грунта насыпи, 17кН/м.

Вычисляем нагрузку эквивалентного слоя грунта по формуле (2):

2. Определяем положение центров кривых скольжения, выполняя следующие построения:

-  из верхней бровки (точка B) откоса проводим прямую под углом 35° к горизонту;

-  из нижней бровки откоса (точка A) проводим прямую под углом 26° к линии, соединяющей точки A и B. На пересечении этой прямой и прямой, проведенной из точки B, отмечаем точку C;

-  для определения точки D из нижней бровки откоса откладываем вниз расстояние равное высоте насыпи Н_н, затем по горизонтали в сторону насыпи – 4,5·Н_н;

-  соединяем точки D и C прямой;

-  для получения центра кривой скольжения O из середины отрезка, соединяющего точки A и N, проводим перпендикуляр до пересечения с продолжением прямой DC;

-  из центра кривой скольжения O проводим след кругоцилиндрической поверхности радиусом , значение которого определяем соответственно по рисункам 3-12;

3. Полученную призму обрушения делим на ряд отсеков. Условно принимаем точку приложения веса каждого отсека на пересечении дуги скольжения с линией действия веса отсека. Раскладываем вес каждого отсека на 2 составляющих  – нормальную к кривой скольжения и  – касательную, сдвигающую объём грунта: δ – угол наклона отрезков кривой скольжения к вертикали в пределах каждого отсека.

                                                                       (3)

где X – расстояние до вертикального радиуса, определяемое по рисунку;

R – радиус кривой скольжения.

4. Внося значения  соответственно в таблицы 6-15 принимаем их со знаком «–» если расстояние X отмеряется влево от вертикали, проходящей через центр кривой скольжения, и со знаком «+» – если вправо.

5. По рисункам 3-12 вычисляем площадь, а затем и вес каждого отсека, результаты заносим соответственно в таблицы 6-15.

6. Вычисляем значения N и Т, результаты заносим соответственно в таблицы 6-15.

7. По рисункам 2-11 определяем длины кривых скольжения L и вычисляем коэффициент устойчивости по формуле:

                                                      (4)

где f – коэффициент, равный 0,45;

c – сцепление грунта равное 1,5 кг/см³.

Расчеты необходимо произвести при прохождении кривой скольжения через пять точек, в соответствии со схемой, изображенной на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема определения положения точек для расчета коэффициента устойчивости откосов земляного полотна

Произведем расчет коэффициента устойчивости откосов земляного полотна при двойном заложении откосов (1:1,5 и 1:1,75):

Расчёт устойчивости откосов земляного полотна на ПК 1+70:

Расчет устойчивости откосов при прохождении кривой скольжения через точку 1 производим в соответствии с рисунком 3.

1. Вычисляем :

;

;

;

;

;

;

.

2. Вычисляем :

;

;

;

;

;

;

.

3. Вычисляем :

;

;

;

;

;

;

.

4. Вычисляем площади частей по формуле:

,                                                         (5)

где Ω – площадь сектора;

A – высота правой грани сектора;

B – высота левой грани сектора;

X – ширина сектора.

C – площадь кругового сегмента.

;

;

;

;

;

;

.

5. Вычисляем по формуле:

,                                                                           (6)

где Ω – площадь сектора;