1. Определение коэффициента безопасности (Кбез) - как критерия прочности слабого основания.

Критерием прочности слабого основания служит коэффициент безопасности, который определяется

К_без = Р_без/Р₀ (1)

где Р_без – безопасные напряжения грунтового основания (см. задание по

«Механике грунтов»),

Р₀ – напряжения на подошве земляного полотна (см. Рис. 1).

Эти напряжения зависят не только от свойств проектируемой насыпи и слабого основания, но и от темпов строительства. При быстрой отсыпке принимают, что осадка насыпи происходит мгновенно (вода не успевает проникнуть в тело насыпи), консолидация (см. задание по «Механике грунтов») слабого грунта отсутствует и роста прочности не происходит. В связи с этим выделяют коэффициент безопасности при быстрой отсыпке, который является минимальным:

К_без мгн. = Р_безмгн/Р₀мгн (2)

2в_р

В

1: m

Н _нас

Р₀

x. м

угв

h_{гр вод}

S_кон

Торф

Суглинки

Z, м

Рис 1.

При медленной отсыпке консолидация грунтов слабого основания успевает проходить и прочность его возрастает, а также в насыпь проникает вода. Выделяют коэффициент безопасности при медленной отсыпке, который является максимальным:

К_без медл. = Р_безмедл/Р₀медл (3)

2. Расчет напряжений на подошве земляного полотна при различных технологических темпах отсыпки.

Определение напряжений на подошве земляного полотна в общем случае

( Р₀ ) рассчитывается по уравнению ( см. Задание по «Механике грунтов»):

Р₀ = _нас * Н _нас , (4)

где _нас - удельный вес грунта насыпи и Н _нас- высота насыпи.

При быстрой условно-мгновенной отсыпке насыпи автомобильной дороги данное уравнение преобразуется к виду:

Р₀мгн = _нас * (Н _нас + S_кон ) (5)

где S_кон - конечная осадка насыпи.

При медленной отсыпке напряжения на подошве земляного полотна рассчитываются по зависимости:

Р₀медл = _нас * (Н _нас + h_гр.вод) + (_нас-- 10)*(S_кон -- h_гр.вод) (6)

где h_гр.вод- глубина уровня грунтовых вод от поверхности земли (см. таблицу 2.2).

Определение конечной величины осадки насыпи (S_кон ) производится по точке пересечения двух графиков 1 и 2 (см. рис 2).

S

2

1

S_кон

Р

P(1)

P(3)

Рис. 2. Определение конечной величины осадки насыпи на слабом

основании.

В начале для графика 1 рассчитаем Р₀ по уравнению 4 и по таблице 3 найдем для Р(1) = Р₀ соответствующий модуль осадки (1) (мм/м), применяя линейную интерполяцию. Рассчитаем величину осадки по формуле:

S (1) = (1)* L (7)

Где L - мощность слоя торфа

Затем повторим расчет для Р(2) = 0.5*Р(1), определив (2) и Р(3) = 2*Р(1) и соответственно (3) и найдем S(2) и S(3) по уравнению 7. Полученные значения нанесем на график (см. рис. 2).

Для построения графика 2 из уравнения 5 при S_кон= 0 найдем значения Р(4) = Р₀мгн и для S_кон = 1 м – Р(5) = Р₀мгн. из уравнения 7. На рисунке 2 построим прямую, проходящую через эти точки. Точка пересечения этих графиков дает значение конечной осадки насыпи S_{кон ,} необходимой для расчетов по уравнениям 5 и 6 напряжений на подошве земляного полотна при быстрой и медленной отсыпке (Р₀мгн и Р₀медл) ( см. рис.2.).

3. Расчет безопасных напряжений грунтов основания при различных

темпах отсыпки.

Расчет безопасных напряжений грунтов основания для быстрой и медленной отсыпки осуществляется при условии, что угол внутреннего трения торфа равен 0, по уравнениям:

Р_безмгн = *С_мгн (6)

Р_безмедл = *С_медл (7)

где С_мгн- силы сцепления торфа при природной влажности (W_нач %)

определяются по таблицам 2.2 и 2.3 (с применением линейной

интерполяции значений).

С_медл – силы сцепления торфа при влажности (W_кон % ) завершения

консолидации торфа под действием напряжений в подошве

земляного полотна (Р = Р₀медл.) по таблице 2.3 (с применением

линейной интерполяции значений).