3.1.Укладка грунтов в тело земляного полотна. Расчет плотности сложения грунтов насыпей методом компрессорных испытаний.

в_ВС-2 – ширина нагрузки верхнего строения пути (для двухпутного участка, рельса Р65 и щебеночного балласта равна 8,97 м);

р_ВС – интенсивность нагрузки от верхнего строения пути (для рельса Р65, деревянных шпал и щебеночного балласта равна 0,16 кгс/см² );

в₀ – ширина поездной нагрузки, равна длине железобетонной шпалы, т.е. 2,7 м;

р₀ – интенсивность поездной нагрузи, р₀=К₃*σ_n=1,3*0,61=0,793 кгс/см²,

Н – высота насыпи, равная 21,5 м;

z_i – глубина заложения расчетных точек: z₀= 0 м, z₁=4,3 м, z₂= 8,6 м, z₃= 12,9 м, z₄ =17,2 м,z₅= 21,5 м;

у_вс – горизонтальная расчетная координата для верхнего строения пути, равна 2,05 м.

В любой точке земляного полотна возникают напряжения от:

- верхнего строения пути ;

- поездной нагрузки;

- вышележащего грунта.

А именно:

, где напряжения

σ_Р – переменные во времени;

σ_ВС и σ_γ – постоянные во времени;

σ_а = σ_ВС + σ_γ.

Напряжения от поездных нагрузок определяются следующим образом:

σ_р= σ_р^I + σ_р^II, где

σ_р^I – напряжения от поездной нагрузки 1-го пути;

σ_р^II – напряжения от поездной нагрузки 2-го пути; отсюда:

σ_р= σ_р^I + σ_р^II

σ_р^I=Р₀*I^I

σ_р^II=Р₀*I^II

Тогда : σ_р= Р₀*I^I+ Р₀*I^II

I – интенсивность поездной нагрузки.

- для двухпутного участка.

Напряжения от верхнего строения пути оп-ределяются следующим образом:

, где

- для двухпутного участка.

Результаты вычислений σ_Р^I, σ_Р^II и σ_ВС сведем в таблицу:

Таблица 9

z, м	Jp1	Jp2	σ1р кг/см2	σ2р кг/см2	σр	Jpвс	σвсп кг/см2
0	1	0	0,793	0,000	0,793	1	0,160
4,3	0,379	0,118	0,301	0,094	0,39	0,728	0,116
8,6	0,19	0,138	0,151	0,109	0,26	0,511	0,082
12,9	0,136	0,114	0,108	0,090	0,20	0,379	0,061
17,2	0,11	0,1	0,087	0,079	0,17	0,292	0,047
21,5	0,11	0,1	0,087	0,079	0,17	0,233	0,037

Далее будем вычислять удельный вес грунта в теле насыпи в каждой расчетной точке последовательно от 0 до 4.

Точка 0

Напряжения в грунте тела насыпи в точке 0 определяются следующим образом:

;

;

кгс/см²;

кгс/см²;

кгс/см².

По известным значениям σ_а-0 и σ_0-0 из графика компрессионной кривой № 17 определим:

ε_а-н – коэффициент пористости напряженного грунта (σ =σ_а-о) по ветви нагружения;

ε_а-к - коэффициент пористости грунта по ветви разгрузки при предварительном его сжатии (σ =σ_а-о);

ε_0-н - коэффициент пористости напряженного грунта (σ =σ_o-о) по ветви нагружения;

ε_о-к - коэффициент пористости грунта по ветви разгрузки при предварительном его сжатии (σ =σ_o-о).

Тогда расчетный коэффициент пористости грунта насыпи в точке 0 рассчитывается следующим образом:

, где

е_аi , е_оi – остаточные деформации соответственно от постоянных напряжений и общих;

е_аi= ε_анi –ε_акi;

е_оi= ε_онi –ε_окi;

К_ε – коэффициент многократности, продолжительности и способа нагружения, равен 1,65;

К_н – коэффициент, учитывающий изменения глубины:

точка 0: К_ε =1,0;

точка 1: К_ε =0,85;

точка 2: К_ε =0,75;

точка 3: К_ε =0, 475;

точка4: К_ε =0,75.

Точка5: К_ε =0,75.

ε_ан-о =0,767 ε_ак-о=0,661 е_а-о=0,106

ε_oн-о=0,722 ε_oк-о=0,646 е_o-о=0,076

ε_а-о= 0,767-1*1,65*(0,106-0,076)=0,718

Зная ε_а-о, определим вес скелета грунта:

т/м³;

и обьемный вес грунта:

1,607∙(1,0+0,2)= 1,9284 т/м³.