lжб – длина жёсткой базы тележки, (4,2 м); /6/
b0 – длина ж/б шпалы (2,7 м);
Приняты данные для тепловоза 2ТЭ10Л /6/.
Принимаем P0 = 80 КПа, как перспективную нагрузку.
Давление PВС и ширину bв назначаем с учётом типа рельса и рода шпал. Для III категории принимаем рельсы Р65, шпалы железобетонные.
PВС = 17 КПа
bвс = 9,1 м
Рисунок 1.4 Расчётная схема к определению требуемой плотности грунта насыпи
1.3.3 Расчёт необходимой плотности грунта насыпи
В точке 0 на основной площадке: σγ-0 =0,
σа-0=Рвс = 17 КПа
σ0-0= Рвс+Р0 = 17 + 80 = 97 КПа
еан-0 = 0,743 еон-0 = 0,682
еар-0 = 0,626 еор-0 = 0,597
Δеа-0 = 0,117 Δе0-0 = 0,085
Расчётное значение коэффициента пористости вычислим по формуле:
е0-0= еан-0 – 1,6(Δеа-0 - Δе0-0) (1.12)
е0-0= 0,743 – 1,6(0,117- 0,085) = 0,692
По формуле (1.5) вычислим требуемую плотность грунта в нулевой точке:
т/м3
По формуле (1.9) вычислим удельный вес грунта в нулевой точке
γ0 = 1,59 * (1+0,14) * 9,81 = 17,78 КН/м3
В точке 1 на уровне подошвы насыпи:
γ1 = γ0 +0,05Нр (1.13)
где Нр – расчётная высота насыпи (16,8 м);
γ’1 = 17,78 +0,05*16,8 = 18,62 КН/м3
γср = (γ0 + γ’1)/2 (1.14)
γср = (17,78 + 18,62)/2 = 18,2 КН/м3
σγ-1 = γср Нр (1.15)
σγ-1 = 18,2*16,8 = 305,76 КПа
Влияние приложенных на основную площадку нагрузок (поездной и от верхнего строения пути) уменьшается к основанию насыпи и при высоких насыпях составляет на основании 15-20% от максимальных значений.
σвс-1=0,2Рвс (1.16)
σвс-1 = 0,2*17 = 3,4 КПа
σр-1=0,2P0 (1.17)
σр-1=0,2*80 = 16 КПа
σа-1= σвс-1 + σγ-1 (1.18)
σа-1= 3,4 + 305,76 = 309,16 КПа
σ0-1= σа-1 + σр-1 (1.19)
σ0-1= 309,16 + 16 = 325,16 КПа
Используя компрессионную кривую, находим расчётное значение
е0-1= еан-1 – 1,1(Δеа-1 - Δе0-1) (1.20)
еан-1 = 0,600 еон-1 = 0,596
еар-1 = 0,563 еор-1 = 0,561
Δеа-1 = 0,037 Δе0-1 = 0,035
е0-1= еан-1 – 1,1(Δеа-1 - Δе0-1) = 0,600 – 1,1(0,037 – 0,035) = 0,598
По формуле (1.5) вычислим требуемую плотность грунта на уровне подошвы насыпи:
т/м3
По формуле (1.9) вычислим удельный вес грунта на уровне подошвы насыпи:
γ1 = 1,68 * (1+0,14) * 9,81 = 18,79 КН/м3
Сравним γ’1 и γ1: | γ’1 - γ1|>0,05.
Проверка не выполняется, в расчёт среднего значения возьмём величину γ1.
ρd-ср=0,5(ρd-0+ ρd-1) (1.21)
ρd-ср=0,5(1,59 + 1,68) = 1,64 т/м3
γср=0,5(γ0+ γ1) (1.22)
γср=0,5(17,78 + 18,79) = 18,28 КН/м3
е0-ср=0,5(е0-0+ е0-1) (1.23)
е0-ср=0,5(0,692 + 0,598) = 0,645
1.4 Проектирование поперечного профиля насыпи с обеспечением устойчивости откосов
Потеря общей устойчивости грунтовых массивов проявляется в виде смешения их откосов под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта. Подтопляемые откосы пойменных насыпей теряют устойчивость, как правило, после схода паводка, когда к силам сдвига добавляются гидродинамические силы, возникающие при эксфильрации воды из переувлажнёного грунта, имеющего к тому же низкие прочностные характеристики.
1.4.1 Цель и методика расчёта
Цель расчёта – оценить сопротивление сдвигу низового откоса насыпи и по величине этого сопротивления назначить оптимальную крутизну откосов и размеры берм.
Расчёт ведётся графоаналитическим методом в предложении круглоцилиндрической поверхности возможного смешения с использованием формулы К. Терцаги.
,
(1.24)
где Кст – коэффициент устойчивости при статическом состоянии грунта в теле насыпи;
и 
- соответственно сумма моментов сил,
удерживающих откос от смещения и сдвигающих его (моменты сил определяются
относительно центра вращения круглого цилиндра);
n – суммарное количество отсеков блока смещения;
m – количество отсеков блока смещения, в которых действуют удерживающие касательные составляющие силы веса;
Ci и fi – соответственно удельное сцепление (кПа) и коэффициент внутреннего трения грунта в основании i-го отсека длиной li;
Ni и Ti – нормальная и касательная к основанию i-го отсека составляющие силы его веса, кН;
D0 – гидродинамическая сила, возникающая при вытекании воды из насыпи и действующая в центре тяжести водонасыщенной части блока смещения, кН.
Сопротивления грунта сдвигу оценивается коэффициентом устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта Кдин, который должен быть не менее допускаемого значения [K], регламентируемого требованиями:
,
(1.25)
где ад – коэффициент динамики,
ηf – коэффициент сочетания нагрузок,
ηn – коэффициент ответственности сооружения,
ηc – коэффициент условий работы.
1.4.2 Расчётная схема и исходные характеристики
На расчетной схеме (рисунок 1.5), изображаемой на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1:200, показываем поперечный профиль низовой части насыпи. Для этого наносим поверхность основания с поперечным уклонном местности 1:14, от нее вверх по оси откладываем высоту насыпи (16,80 м) и проводим горизонтальную линию, на которой показываем бровки основной площадки на расстоянии от оси равном 5,81 м для двухпутного участка.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.