Проектирование мероприятий по обеспечению ста­бильности выемки, страница 3

   2.2.1 Выбор типа подушки

    Противопучинные подушки применяются для предотвращения образова­ния пучин при строительстве железных дорог и ликвидации проявившихся пучин на эксплуатируемых линиях.

    Проектирование противопучинных подушек производится на основе ма­териалов наблюдений (в зимний период), инженерно-геологических обсле­дований пучинных мест и предполагает технико-экономическое сравнение возможных вариантов конструкций из различных материалов и технологии работ.

     При проектировании противопучинных подушек учитывают вид материала, его физико-механические, водо-фильтрационные  и теплотехнические свойства. Механическая прочность, морозостойкость материалов обеспечивает эксплуатационную долговечность противопучинных конструкций.

    Принимаем врезную подушку. При ее устройстве отметки верха шпал не изменяются, а ниже балластной призмы производят замену пучин истого грунта песчаными или другим материалами.

Рисунок 2.4 – Конструкция сборного железобетонного смотрового колодца
                        галерейного типа

2.2.2 Определение толщины подушки

   Необходимая толщина теплоизолирующей подушки определяется подбором по формулам:

                                   ;                                                  (2.35)

              ;               (2.36)

                                                  ;                                                          (2.37)

                                                  ;                                                        (2.38)

                                            ;                                           (2.39)

                                            ;                                           (2.40)

                                                      ;                                                   (2.41)

                                                     ;                                               (2.42)

где  и  - соответственно глубина промерзания грунта до устройст­ва и

                      после укладки подушки, м;

 - толщина теплоизолирующей подуш­ки, м;

     и  - коэффициенты теплопроводности соответственно грунта и

                материала подушки, Вт/(м°С);

  и - коэффициенты температуропроводности соответственно грунта и материала подушки, м²/с;

    - период изменения температуры, равный одному году , с;

    е -основание натуральных логарифмов;

    c - удельная теплоемкость сухого грунта или материала подушки,1025,8  Дж/(кг-°С);

    Р_cк – плотность сухого грунта или материала подушки, кг/м³;

      - удельный вес грунта или материала подушки, Н/м³;

    W - влажность грунта или материала по­душки, %.

При ; кг/м³;

   ;

;            

          

;

   Условие  выполняется: , следовательно,  грунт под теплоизоляционным слоем промерзать не будет.

2.2.3 Выбор эпюры интенсивности пучинообразования

    Процесс пучинообразования может быть характеризован с помощью эпюр интенсивности пучинообразования, которые представляют собой графики изменения интенсивности пучинообразования по глубине.

    В зависимости от рода грунта, влажности, а также температурного режима эпюры интенсивности пучинообразования могут иметь различный вид. Эти эпюры используются при решении различных практических вопросах, связанных с предотвращением и ликвидацией пучин.

    Принимаем прямоугольную эпюру интенсивности пучинообразования, толщина подушки совпадает с глубиной ее промерзания, отвод простой, устраивается не пучащим песком.

2.2.4 Проектирование продольного профиля подуши

    Продольный профиль подушки состоит из среднего участка и двух концевых. Профиль среднего участка зависит от принятой конструкции противопучинной подушки, но на всем протяжении не изменяется. Форма со­пряжения концевых участков зависит от вида эпюры интенсивности пучинообразования и материала подушки. Расчетные параметры определяется по формулам:

                                              ,                                                                 (2.43)

                                        ,                                                           (2.44)

                                            ,                                                             (2.45)

                                         ,                                                           (2.46)

                                                   ,                                                (2.47)

где - длина отвода сопряжения, м;

       - расчетная высота равномерного пучения на участке пути,

      смеж­ном с подушкой, м;

       - допустимый уклон рельсовых нитей на участках сопряжения,

      зависящий от скоростей движения поездов, %.Нормами те­кущего

      содержания пути допустимый уклон принят 1  при скорости

       движения 100 км/ч.

      -глубина промерзания грунта, м;

       - толщина подушки, м;

      и- соответственно длина первого и второго участков отвода, м;

  и  соответственно уклоны котлована.

Подставляем значения и проводим вычисления

рис