3.3 Расчет конструкции по условию сдвигоустойчивости в грунте

Действующие в грунте или в песчаном слое активные напряжения сдвига вычисляют по формуле (3.13):

Т = р, (3.13)

где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;

р - расчетное давление от колеса на покрытие.

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

Вариант №1

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт со следующими характеристиками: (при W_p = 0,6W_т и SN_p = 799250 авт/cут) Е_н = 56 МПа (табл. П.2.5.) [7]; j = 14° и с = 0,006 МПа (табл. П.2.4) [7].

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле (3.5), где значение модулей упругости материалов, содержащих органическое вяжущее, назначаем по таблице П.3.2 [7] при расчетной температуре +20 ^оС (табл 3.14) [7]:

: , (3.14)

где п - число слоев дорожной одежды;

E_i - модуль упругости i-го слоя;

h_i - толщина i-го слоя

= 553 МПа

По отношениям 9,88 и и при j = 14° с помощью номограммы (рис 3.3) [7] находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,02 МПа.

Т = 0,02×0,6 = 0,012 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.15):

T_np = с_Nk_д + 0,1g_срz_опtgj_СТ, (3.15)

где с_N - сцепление в грунте земляного полотна (или в промежуточном песчаном слое), МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки (Приложение 2, табл П.2.6 или табл П.2.8) [7];

k_д - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе «основание - песчаный слой» разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения k_д равным:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 1,0 - во всех остальных случаях [7].

z_оп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, [7] см;

g_ср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, [7] кг/см³;

j_СТ - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки [7]

Для расчетов принимаем:

С_N = 0,006 МПа;

К_д = 1,0;

Z_оп = 4+4+12+44=64 см;

Т_пр = 0,006 + 0,1×0,002×64×tg 35° = 0,012 МПа,

где 0,1 - коэффициент для перевода в МПа

что равно

Вариант № 2

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт со следующими характеристиками: (при W_p = 0,6W_т и SN_p = 799250 авт.) Е_н = 56 МПа; j = 14° и с = 0,006 МПа [7].

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляют как средневзвешенный по формуле (3.14):

= 573,33 МПа

По отношениям 10,23 и и при j = 14° с помощью номограммы (рис. 3.3) [7] находим удельное активное напряжение сдвига: = 0,0195 МПа.

Т = 0,0195×0,6 = 0,0117 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле (3.6):

Z_оп =4+6+25+25= 60 см;

Т_пр = 0,006 + 0,1×0,003×60×tg 35° = 0,0186МПа,

что больше