Проектирование железнодорожного пути на обходе, страница 3

На уровне отметок ГВВ = 243,60 м и Г_б = 246,60 м проводим горизонтальные линии. Показываем депрессионную поверхность с уклоном  I₀=0,04 для грунта насыпи.

От бровки  проводим откос нормативной крутизны 1:1,5 до 6м и 1:1,75 до пересечения с поверхностью бермы в уровне Г_б, поперечный уклон которой на расчетной схеме не учитывается. От точки пересечения  откладываем ширину бермы (5 м) и от ее бровки  проводим откос крутизной 1:2 до пересечения с поверхностью основания.

На основной площадке по оси каждого пути строим фиктивный столбик грунта, эквивалентный поездной нагрузке и весу ВСП, шириной b₀ и высотой z_ф.

Определение фиксированного столбика грунта:

Z_ф=(1/γ_ср)(p₀+p_всb_вс-1/b_o)                                                           (1.26) 

z_ф=(1/18,28) * ( 80 + 17 * 4,9/2,7)= 6,06 м

          В верхнем слое I характеристики грунта принимаются по результатам расчёта требуемой плотности:

γ^’ =  γ_ср = 18,28 кН/м³

е^’ = е_ср = 0,645

f^’ = 1,15tgφ_пр = 1,15 * tg26 = 0,56

с^’= 1,15 с_пр =  1,15 * 8 = 9,2 кПа

          В среднем слое II характеристики грунта определяются с условием взвешивающего воздействия воды и дополнительного увлажнения:

                                                                                (1.27)

                 кН/м³                                                           

              f^’’ = 0,75 * f¹ = 0,75*0,56 = 0,423

c^’’= 0,5 с¹ ₌ 0,5*9.2 = 4,6 кПа

В нижнем слое грунта основания III рассчитываются значения характеристик с учётом насыщения его водой:

                                                                           (1.28)

           – коэфицент пористости, принятый по компрессионной кривой грунта основания при напряжении σ_γ

σ_γ = h_bγ_ср                                                                               (1.29)

h_b – высота бермы на уровне бровки

h_b = 8,4м

σ_γ = 8,4 * 18,28 = 153,5 КПа

           = 0,7346

           = ((2,71 - 1)/1+0,7346)*9,81 = 9,67 КН/м³

c^’’’= 0,5 с_осн = 0,5*8 = 4 кПа

f^’’’ = 0,75tgφ_осн = 0,75 * tg17 = 0,227

1.4.3 Определение коэффициента общей устойчивости

Коэффициент устойчивости определяется по формуле Терцаги (1.24) для участка насыпи длиной 1м с учётом удерживающих и сдвигающих сил, вычисленных для каждого отсека.

Нормальная и касательная составляющие силы веса отсека определяются по формулам:

N_i = Q_icosβ_i и T_i = Q_isinβ_i,                                                                  (1.30)

где Q_i – вес i-го отсека, кН,

Q_i = (F_i^Iγ^I+ F_i^IIγ^II+ F_i^IIIγ^III)1м,                                           (1.31)

где F_i^I, F_i^II, F_i^III – площади частей отсека, находящихся в первом, втором и третьем слоях блока смещения, м²;

β_i – угол наклона основания отсека к горизонту,

β_i = arcsin(X_i/R),

где X_i – расстояние от середины основания отсека до направления вертикального радиуса R, м.

Величина гидродинамической силы D₀, Кн, определяется по формуле:

D₀=γ_wI₀*1м,                                                                  (1.32)

где  γ_w – удельный вес воды, 9,81 кН/м³.

Расчет устойчивости приведён в форме таблицы 1.2

D₀=9,81*0,04*(83,36+8,38) = 36 кН

К_ст=1,045

1.4.4 Выводы

Допустимое (нормативное) значение коэффициента устойчивости устанавливается по формуле (1.25)   

[К] = 1,15*1/0,95  = 1,21

Расчетный коэффициент устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта определяется по формуле:

К_дин=К_ст/а_д                                                                           (1.33)     

         а_д  = 1,07 (таблица 1.6 /6/)

К_ст = 1,045 (таблица 1,2)

К_дин = 1,045/1,07 = 0,976

Сравниваем К_дин с допустимым значением [К]. Так как , то принятый профиль насыпи необходимо скорректировать в зависимости от величины δ:

                                                            (1.34)

δ=((1,21 – 0,976 - 0,02)/1,21) *100 = 17,7%

Так как 10 < δ < 20 %, то необходимо принять откосы выше берм, положе назначенных – в верхней части до 6 метров – 1 : 1,75, ниже 6м до отметки            Г_б – 1 : 2. Ширину берм необходимо увеличить до 7 метров.

Таблица 1.2 Расчёт общей устойчивости откоса насыпи