Проект земляного полотна. Определение нагрузки на земляное полотно, страница 5

Схема передачи нагрузки от подвижного состава на основную площадку:

Эпюра внешних нагрузок:                                        P0=[sh] × 1,2 =  0,835 МПа

P₀ – давление от подвижного состава на основную площадку ЗП.

P_в.с – среднее давление от ВСП на основную площадку земляного полотна.

Pв.с. = 0,015 МПа

Расчет ведется как ив случае действия полосовой (прямоугольной ) нагрузки.

Для определения напряжений вычисляются следующие зависимости:

2.2.2  Определение плотности сложения грунта в теле земляного полотна.

Для приближенного расчета можно воспользоваться обычными компрессионными кривыми, учтя при этом многократность приложения нагрузки sр, тогда полная нагрузка в точке земляного полотна будет:

s₀=s_p+s_a

s_a=s_вс+s_g

s_a – постоянная часть напряжений

s₀ – полное напряжение в расчетной точке

Для определения коэффициента пористости используются компрессионные кривые, которое получают опытным путем при компрессионном сжатии грунта.

По компрессионной кривой можно определить разницу в уплотнении грунта до и после приложения нагрузки.

В нашем случае дана компрессионная кривая, представленная на рисунке.

Для расчета плотности сложения грунта в земляном полотне используем следующие формулы и соотношения:

Расчётные формулы:

s_0-i = s_вс-i + s_р-i + s_{g -i}                   – Суммарное напряжение в точке.

s_a-i = s_вс-i + s_{g -i}                                            – Постоянно действующее напряжение в точке.

e_0-i =e_ан-i – к_e × к_н×(е_a-i - е_0-i )   – Расчетное значение коэффициента пористости грунта.

е_a-0 = e_ан-0 – e_ак-0

е_0-0 = e_0н-0 – e_0к-0

g_ск-0 = g_ск / (1+e_0-0)  – где                     g_ск – удельный вес скелета грунта насыпи.

g_ск-0 – объёмный вес скелета грунта насыпи

g_0-0 – объёмный вес грунта насыпи

Для расчета плотности грунта использовался итерационный метод, необходимое число расчетов обеспечивалось выполнением условия:

Dg_ск-1<0.005. Расчет велся по двум ветвям : по расчетным формулам и при стандартном приросте веса грунта 0,002т/м, затем данные расчетов сравнивались и проверялось поставленное условие, при выполнении условия плотность сложения рассчитывалась в следующей точке.

Данные расчетов сведены в таблицу 21 и представлены графически.

Требуемое минимальное значение скелета грунта насыпи определяется по формуле:

      КН./м³

где к_у – минимальный коэффициент уплотнения;

g_ск-max – максимальный удельный вес скелета грунта насыпи;

Для суглинков:

Для железных дорог I и II категории коэффициент уплотнения равен:

-  Верхняя часть насыпи (до 1-го метра):        к_у = 0,98/0,95

-  Нижняя часть насыпи (более 1-го метра):   к_у = 0,95/0,92

После расчета плотности сложения и допустимой степени уплотнения грунта, приступаем к окончательному расчету напряжений в земляном полотне, результат которых сведем в таблицу 22.

2.3  Расчет откосов на устойчивость

Вычерчиваем поперечный профиль насыпи в масштабе М 1:200. H - высота насыпи = 16 м.; Поперечный уклон местности = 1/50; Относительная отметка горизонта высоких вод = 104,0 a_кп = 0,8-1,0 м - Высота капиллярного поднятия воды в грунте; Средний уклон отрезка кривой депрессии J₀ = 0,06 в _оп = 7,6 м  – ( I категория железной дороги ) Поездная нагрузка и вес ВСП заменяем фиктивными столбами грунта с высотами:

                

·  Определяется приближенные положение оси круглого цилиндра. Примем, что кривая обрушения пройдет через точку А и М₁ - дальний конец шпалы. О - приближенное положение оси круглого цилиндра

·  Сползающий массив грунта делится на отсеки. При этом пользуются следующими положениями:

1)  Границы отсеков назначаются в точках перелома поперечного профиля насыпи с учетом фиктивных столбов грунта.

1-СН – Сухая насыпь

2-КЗ – Капиллярная зона

3-ВН – Влажная насыпь

4-ВО – Влажное основание

2)  В пределах отсеков по поверхности скольжения характеристика грунта должна быть постоянной.