1. Проект пойменной насыпи

1.1 Определение требуемой плотности грунта и проектирование защитного слоя

В случае применения групповых поперечных профилей насыпей и разработки индивидуальных проектов плотность сложения грунтов принимается по нормам регламентированным в СТН Ц-01-95 и СП32 –104-98. Однако в некоторых ответственных случаях при индивидуальном проектировании (разработка проектов высоких насыпей, насыпей из переувлажненных грунтов) плотность сложения грунтов может приниматься по расчету как функция действующих в насыпи сжимающих напряжений.

Требуемая минимальная плотность сложения сухого грунта _d, г/см³, т/м³, должна быть такой, чтобы грунт насыпи при воздействии временных поездных нагрузок работал практически в упругой стадии.

Требуемую в земляном полотне для песчаных и глинистых грунтов плотность сложения сухого грунта _d^н определяют по формуле:

К_у - коэффициент уплотнения грунта в зависимости от категории линии, принимается по таблице 5.4. стр.297, верхний слой К_у = 0,98, нижний слой К_у = 0,95;

_d-max – максимальная плотность грунта при оптимальной влажности, = 1,83 т/м³

Плотность сложения грунта насыпи определяется по формуле:

Удельный вес грунта:

1) зона плотного состояния:

Сцепление

Угол внутреннего трения

2) зона капиллярного поднятия:

где: - удельный вес частиц грунта насыпи, = 27,3 кН/м³;

- удельный вес воды, = 9,81 кН/м³;

е₂ - коэффициент пористости

Сцепление

Угол внутреннего трения

3) зона водонасыщения:

Сцепление

Угол внутреннего трения

4) зона грунта основания:

Сцепление

Угол внутреннего трения

Для определения толщины защитного слоя, необходимо найти точку пересечения зависимостей по глубине: величины критической нагрузки и суммарных действующих напряжений .

Определение суммарных сжимающих напряжений :

,

где - напряжения, возникающие в насыпи от подвижного состава,

- напряжения, возникающие в насыпи от верхнего строения пути,

- напряжения возникающие в насыпи от выше лежащих слоев грунта,

, - коэффициент затухания напряжения соответственно от подвижного состава и верхнего строения пути, табл.п.5.1 стр.346.

Точка 0 h=0 м

кПа; кПа; ;

кПа.

Точка 1 h=1 м

;

кПа;

;

кПа;

кПа;

кПа.

Точка 2 h=2 м

;

кПа;

;

кПа;

кПа;

кПа.

Толщина защитных слоев из условия прочности нижележащих глинистых грунтов определяется по формуле Пузыревского, при условии, что :

.

Величина является полным напряжением, действующим на глубине h.

Прочностные характеристики грунта принимают минимально возможными с учетом снижения сцепления в период оттаивания.

Расчетное сцепление грунта рассчитываем по формуле:

,

где - теоретическое сцепление талого грунта, ;

- коэффициент снижения сцепления после оттаивания, ;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности грунта, ;

- толщина защитного слоя;

f – интенсивность пучения, доли единицы, табл.П6.8 [2]. В таблице приведено значение f_т для _d=1,6 т/м³. Необходимо сделать пересчет по формуле:

Определение величины критической нагрузки Pкр. (h)

Точка 0 (h = 0м) ;

;

;

Точка 1 (h = 1м)

Точка 2 (h = 2м)

График зависимости величины критической нагрузки p_кр(h) от суммарных действующих напряжений _п(h) приведен на следующем графике:

Рис.1.1.График зависимости величины критической нагрузки p_кр(h) от суммарных действующих напряжений _п(h)

Принимаем толщину защитного слоя h = 1,15 м – для суглинка.