Определение сроков осушения
Срок осушения t0 – это время, за которое найденная эффективность дренажа будет реализована, т.е. кривые депрессии грунтовой воды займут свое стационарное положение. Величина t0 определяется по формуле:
,
(2.2.38)
где
- водоотдача;
- длина проекции кривой депрессии по
горизонтам с полевой стороны,
=89,3 м;
Кf - коэффициент фильтрации, Кf =54 * 10-7 м/с;
B - коэффициент, определяемый по формуле:
,
(2.2.39)
;
- некоторые функции осушения, зависящие
от вида дренажа.
Для полевой стороны:
;
(2.2.40)
.
(2.2.41)
Для междудренажной стороны:
;
(2.2.42)
.
(2.2.43)
Значение А по величине отношений
определяем по таблице 6.6 стр.406 [1].
.
Функция осушения для полевой стороны (функция ):
.
Функции осушения для междудренажной стороны:
;
.
Сроки осушения t0 получаем в секундах, затем переводим в сутки, разделив результаты на 86400 секунд, т.е. 60 х 60 х 24.
Для полевой стороны:
суток.
Для междудренажной стороны:
суток.
Из расчета следует, что запроектированный подкюветный дренаж эффективен в применении в качестве противопучинного мероприятия при данных инженерно-геологических характеристиках грунта земляного полотна, так как расчетный срок осушения междудренажного пространства обеспечивает заблаговременное осушение зоны вероятного пучения.
Поперечный профиль выемки представлен в прил.6.
Теплоизоляционное покрытие (подушка) или защитный слой
Теплозащитные устройства и покрытия применяют для предотвращения деформаций морозного пучения грунтов земляного полотна, а защитные слои основной площадки, кроме того, и для обеспечения необходимой прочности грунтов.
При проектировании нового земляного полотна в соответствии с СТН Ц-01-95 ограничивается величина равномерного пучения h0, которая для линии II категории не должна превышать допустимой величины в 20 мм.
Теплозащитные устройства и покрытия выполняются из теплоизоляционных материалов, к которым относятся материалы, имеющие коэффициент теплопроводности ниже коэффициента теплопроводности грунта. Примерами таких материалов являются шлак, асбоотходы, пенопласт, торф и др.
Теплозащитными устройствами считаются подушки из сыпучих теплоизолирующих материалов, толщина которых превышает 0,2 м. К теплоизолирующим покрытиям относят подушки и покрытия из плит, толщина которых не более 0,2 м.
Наибольшее распространение в теплозащитных конструкциях земляного полотна железных дорог во многих странах в последние годы получили плиты экструдированного полистирола.
Для участков земляного полотна, где величина равномерного пучения оказалась больше допустимой, проводят противодеформационные мероприятия, в качестве которых рассматривают теплозащитные устройства и покрытия либо защитные слои.
Основным параметром, который рассчитывается, является толщина mТ теплоизоляция либо толщина mзащ защитного слоя из дренирующих материалов.
Расчёт ведут из условия снижения общей толщины промерзания пучинистых слоёв, чтобы суммарная высота пучения в результате их промерзания уменьшилась до допустимой. С этой целью выбирают материал для противодеформационного мероприятия и назначают его толщину. При новом литологическом строении земляного полотна определяют изменившуюся глубину промерзания и вычисляют соответствующую ей высоту пучения. Если высота пучения осталась больше допустимой, то толщину материала увеличивают и, наоборот, если оказалась меньше допустимой, то уменьшают. Расчёт ведут до выполнения равенства расчётной высоты пучения величине допустимого пучения.
Расчёт глубин промерзания с противодеформационными мероприятиями может выполняться с применением уравнений эквивалентности промерзания
где mсн – средняя за зиму толщина снежного покрова по оси пути;
nсн – коэффициент эквивалентности снежного покрова;
mi – толщина промерзшего слоя грунта или балласта;
ni – коэффициент эквивалентности промерзшего слоя грунта или балласта.
м
Требуется рассчитать необходимую толщину теплоизоляции и защитного слоя для обеспечения допускаемой величины пучения.
В качестве теплоизоляции принимаем ПГС, укладываемое под щебень с уменьшением толщины песчаной подушки.
Интенсивность пучения грунта насыпи (суглинок) определяется:
,
где h0 – высота равномерного пучения 46 мм,
Z – глубина промерзания.
,
,
Отсюда, фактическая глубина промерзания при теплоизоляции
Определим толщину теплоизоляционного слоя:
Отсюда
м
Принимаем окончательно толщину теплоизоляционного слоя из ПГС 91см.