Ответы на экзаменационные вопросы (Земляное полотно в районах вечной мерзлоты. Расчёт глубины заложения одностороннего дренажа. Проектирование дренажа (трасса, продольный профиль, элементы траншеи и смотровые колодцы). Термозащитные устройства и покрытия. Общие понятия о теплотехническом расчёте защитных покрытий и устройств.), страница 4

Быстротоками называют сравнительно короткие каналы (лотки), имеющие большие продольные уклоны i = 0,l÷0,8. Вслед­ствие этого на быстротоках развиваются очень большие скорости течения воды. Поэтому прибегают к устройству специального га­сителя энергии в виде водобойного колодца, водобойного уступа или водобойной стенки.

Быстротоки проектируют в большинстве случаев из сборных или монолитных железобетонных конструкций преимущественно прямоугольного типа.

Перепады по существу выполняют те же функции, что и быстротоки (сопряжение двух бьефов). Они бывают одноступен­чатыми и многоступенчатыми. В конце перепадов мо­гут быть устроены такие же гасители энергии, как и в конце бы­стротоков.

Водобойные колодцы вместо водобойных стенок целесообразно назначать в районах, где нет резкого понижения температур, иначе водяная подушка в колодце может, замерзая, вызвать деформацию сооружения.

Консольно-леечные сбросы устраивают для сбро­са воды с большой высоты, например в овраг или лог на крутом косогоре. Они оказываются в таких случаях значительно дешевле, чем перепады или быстротоки.

Для пропуска в выемках через земляное полотно водотоков, например оросительных каналов, устраивают так на­зываемые дюкеры, т. е. трубы в выемках.

Защитные земляные валики иногда уст­раивают вместо канав, если предполагается, что водоотвод будет работать кратковременными периодами.

Водоотводная планировка также выполняет роль устройства для регулирования стока поверхностных вод. Приме­рами такой планировки являются банкеты, бермы, полки и пр.

Ливневая (дождевая) канализация на крупных станциях служит для регулирования (сбора и отвода) поверхност­ных вод.


67.Начертите схему к определению напряжений в основании насыпи.

Для приближенного расчета напряжений в любой точке основания на­сыпи принимают следующую расчетную схему: основание насыпи рассматривают как упругую полуплоскость; в качестве нагрузки на основание рекомендуется принимать эпюру нормальных напря­жений, подсчитанных по формуле где - напряжения,  вызванные действием  временной нагрузки; - напряжения, вызванные весом верхнего строения пути; - напряжения, вызванные собственным весом грунта.  для плоскости контакта тела и основания насыпи. Эту эпюру разбивают на элементы (1—9) из прямо­угольных и треугольных на­грузок (рис. 33). Для приня­той расчетной схемы в лю­бой точке М основания на­пряжения могут быть подсчитаны как сумма напряжений,возникающих от каждой нагрузки и собственного веса.

68.Расчёт устойчивости низового откоса насыпи. Определение необходимого положения отмет­ки верха бермы из условия устойчивости.

Расчет устойчивости ведут для откоса крутизной 1:1,75. Для этого соединяют прямой критическую точку на основной пло­щадке и точку перелома откоса 1:1,75 (рис.)

, из середины получен­ного отрезка восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линией центров кривых обрушения. Из полученной точки при пересечении прямых описывают кривую обрушения, производят разбиение массива на отсеки. Если кривая обрушения захватывает подтопленную часть насыпи, то грани­цу отсека назначают в месте пересечения кривой обрушения с кривой де­прессии.

Коэффициент устойчивости в этом случае определяется по формуле

Куст = (∑fi*Ni  + ∑Ci*li+∑Туд)/(∑Тсдв + D).Гидродинамическую силу     определяют по формуле D =Ω*IB, где Ω - площадь смоченного периметра; I - средний уклон отрезка кри­вой депрессии; γB - удельный вес воды.

Если после расчета откоса, с крутизной  1:1,75 Куст >1,2,  то далее рассчитывают следующий откос и т.д. Если же расчет устойчивости насыпи на всю ее высоту окажется Куст≥1,2,  то делают вывод,  что насыпь ус­тойчива без укрепительных сооружений. В случае, когда Куст <1,2, опре­деляют отметку верха присыпки укрепительной бермы. С этой, целью строят боковой график коэффициентов Куст . Основание графика вычерчивают па­раллельно  откосу с крутизной 1:1,75 и напротив точек переломов профиля насыпи в принятом масштабе откладывают соответственно значения коэффи­циентов устойчивости .

графике (рис, 1.12) графически .находят Куст = 1,2 и по нему определяют местоположение точки на откосе насыпи, до которой она является устойчивой. Это и будет отметка верха присыпки укрепительной бер­мы по условию устойчивости.

Окончательное решение по определению верха укрепления откоса насыпи принимается после установления верхней границы защитного укрепления откоса по волновому режиму. Из этих двух значений принимают большее и на принятой отметке производится присыпка укрепительной бермы.

Затем после устройства бермы производится расчет устойчивости насы­пи с бермой на всю ее высоту (рис.1. 13). При этом кривую обрушения проводят через критическую точку и точку пересечения откоса бермы и основания. Если Кусті1,2, то насыпь с бермой является устойчивой.

В случае, когда И Куст<1,2, увеличивают ширину бермы поверху и повторяют расчет с уширенной бармой и т.д. до получения Кусті1,2. Ширину бермы поверху назначают не менее 3-4 м из условий производства земляных и укрепительных работ. При недостаточной устойчивости насыпи шири­ну бермы увеличивают до 10-15 м. Поверхности бермы придают поперечный уклон 0,04 для ската атмосферных осадков. Если защитные бермы устраива­ют в одном уровне с основной площадкой насыпи, то их ширина может быть менее 3 м. Подтопляемые откосы бермы должны быть не круче 1:2 и без пе­реломов в поперечном профиле.


69.Расчёт устойчивости откосов земляного полотна в сейсмических условиях.

В сейсмических условиях, т. е. в районах, подверженных зем­летрясениям, возникают дополнительные силы, действующие на земляные массивы. Сейсмические волны образуются и нарастают с определенными ускорениями, действующими на массы земляных сооружений и порождающими силы инерции, которые в определен­ных сочетаниях способствуют потере устойчивости этими сооруже­ниями.