Сила землетрясений характеризуется балльностью. У нас пользуются двенадцатибалльной шкалой землетрясений (ГОСТ 6249—52). Каждый балл землетрясения оценивается по этой шкале соответствующими характеристиками разрушающих сил. Каждому баллу соответствуют также определенные ускорения сейсмической волны. На территории СССР наибольшая сейсмичность доходит до 9 баллов.
В расчетах устойчивости земляного полотна следует учитывать сейсмичность для районов, где балльность равна 7 или более. В расчете, методика которого предложена проф. Г. М. Шахунянцем, пользуются коэффициентом сотрясения μ: μ=ρ/g(1), где ρ — ускорение сейсмической волны в м/сек2; g — ускорение силы тяжести в м/сек2.
Различают горизонтальную ρ г и вертикальную ρ в составляющие ускорения сейсмической волны.
По формуле (1) можно определить значения μ г и μ в. Нередко в расчетах принимают направление полного ускорения горизонтальным.
Пусть задан откос, у которого возможная призма обрушения имеет собственный вес Q. Дополнительные силы, действующие на призму обрушения, определяются выражениями:
в горизонтальной плоскости Qг = рГ т = μ ГQ, где т — масса возможной призмы обрушения; в вертикальной плоскости Qв = рВ т = μ ВQ. Если принять, что полное ускорение ρ направлено горизонтально, то равнодействующая всех сил qp (рис. 26), приложенных к возможной призме обрушения, qp=√ q2+ qг2.
Расчет устойчивости откосов земляного полотна в сейсмических условиях ведут в такой последовательности.
Обычным порядком строят возможную кривую обрушения, а также возводят фиктивные столбики грунта, заменяющие временную нагрузку и вес верхнего строения пути (рис. 27). Сползающий массив разбивают на отсеки линиями, направленными под углом θ к вертикали. Для каждого отсека вычисляют равнодействующую силу Qрi. Затем определяют ее составляющие Ni и Тi. Далее вычисляют коэффициент устойчивости откосов.
70.Начертите типовой поперечный профиль насыпи земляного полотна, сооружаемой в обычных условиях.
71.Начертите типовой поперечный профиль насыпи с частичным выторфовыванием при пересечении железной дорогой болота I типа.
72.Поддерживающие сооружения земляного полотна. Укрепление грунтов.
Укрепление грунтов достигается посредством уплотнения, увеличения связей между частицами или агрегатами частиц, заполнения пор и трещин в массиве грунта.
Укрепление грунтов цементацией заключается в перемешивании или инъекции цементного раствора в грунт, а также нанесении цементного раствора на поверхность защищаемого массива.
Цемент, взаимодействуя с минеральными частицами грунта и затвердевая в процессе гидратации, значительно повышает прочность грунта.
Для защиты быстровыветривающихся скальных пород в откосах выемок от разрушения применяют метод торкретирования. В откосы вбивают металлические штыри, на которые навешивают металлическую сетку с ячейками 50X50 см из проволоки диаметром 3—4 мм. Затем наносят цементный раствор.
Химические способы укрепления грунтов проходят испытания на нескольких железных дорогах. Укрепляющие растворы инъектируют в межчастичные поры грунта или в трещины и пустоты между отдельными комочками-агрегатами. Грунты, обработанные химикатами (как правило, твердеющими растворами), становятся менее проницаемыми, более прочными и непучинистыми.
В некоторых случаях: повышение прочности глинистых грунтов и устойчивости земляиого полотна достигают за счет гидроизоляции от поверхностных атмосферных вод. Известен отечественный и зарубежный опыт использования в качестве гидроизоляции полихлорвиниловых пленок, бризольных покрытий.. Между защищаемым глинистым грунтом и изоляционной пленкой укладывают слой песка 5—10 см,-
Термический способ укрепления грунта обжигом был применен для борьбы с оползнями еще в XIX в. При обжиге, т. е. прогреве до температуры 300—1100°С, в течение 5—10 суток (наилучший интервал температур 600—800°С) грунт приобретает свойство клинкера. При этом сопротивление сдвигу увеличивается в 10—15 раз. Обжиг эффективен только для однородных глинистых грунтов.
Электрохимический способ укрепления грунтов. В глинистый грунт вбивают металлические электроды и через них в течение нескольких часов пропускают постоянный электрический ток. При этом вода в грунте начинает перемещаться к катоду. Катод, выполненный в виде перфорированной трубы, позволяет вывести из грунта гравитационную и капиллярную воду и осушить его.
Введение в грунт растворов хлористого кальция, жидкого стекла и др. в процессе пропуска тока приводит к повышению прочности грунта в закрепляемой зоне.
Способ силикатизации. Силикатизация успешно может быть применена для закрепления песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сутки, а также лёссовых грунтов с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 2 м/сутки.
Для песков применяют двухрастворный способ силикатизации, который заключается в том, что в грунт через скважины под давлением до 5 ат нагнетают жидкое стекло (обычно раствор кремнекислого натрия). Через сутки после насыщения грунта этим раствором нагнетают в него раствор хлористого кальция. В результате химического взаимодействия между этими реагентами в грунте образуется гидрогель кремнёвой кислоты, который, затвердевая, цементирует пески, создавая подобную песчаникам породу. Процесс продолжается 8—12 суток.
Суглинистые грунты с малой проницаемостью укрепляют методом электросиликатизации — введением жидкого стекла с одновременным пропусканием постоянного электрического тока.
Обеспечения устойчивости насыпи против сдвига по основанию достигают устройством в необходимых случаях подпорных стен, упорных каменных призм, контрбанкетов. Иногда строят контрфорсы и контрфорсные дренажи.
Подпорные стены бывают каменные, бетонные и железобетонные. Во всех случаях (кроме кладки всухую) обязательно устройство застенного дренажа с засыпкой из хорошо фильтрующего крупного песка или мелкого чистого гравия.
Упорные призмы в зависимости от местных условий сооружают с выкладкой камня по наружной поверхности откоса или как обычную каменную наброску.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.