1.3.2 Расчетная схема и действующие нагрузки

На расчетной схеме (рисунок 1.3) изображается основная часть насыпи, высота которой определяется как разность отметок проектной бровки Г_пр и земли Г_з. При недренирующих грунтах профильная бровка является проектной.

(1.10)

Поперечный уклон основания не учитывается, так как грунты при возведении насыпи уплотняются горизонтальными слоями.

Интенсивность вибродинамической нагрузки от подвижного состава определяется по формуле:

, (1.11)

где P – осевая нагрузка расчетной подвижной единицы, кН;

n – число осей в тележке;

lжб – длина жесткой базы тележки, м;

b0 –длина шпалы, м (при железобетонных шпалах – 2,7 м; при деревянных – 2,75 м).

Значения P, n и lжб принимаются для локомотива ТЭ7 (приложения А /1/).

Рисунок 1.3 – Расчетная схема к определению требуемой плотности грунта насыпи

Для третьей категории пути принимаем шпалы железобетонные = 2,7 м, тип рельсов Р 65. С учетом этих показателей давление Р_вс от верхнего строения пути и ширину b_вс этой полосовой нагрузки можно назначать (приложение А, таблица 1.5 /1/).

Для двухпутного участка b_вс = 9,1 м; Р_вс = 17 кПа.

1.4 Проектирование поперечного профиля насыпи с обеспечением устойчивости откоса

1.4.1 Цель и методика расчёта

Цель расчета – оценить сопротивление сдвигу низового откоса насыпи и по величине этого сопротивления назначить оптимальную крутизну откосов и размеры берм.

Расчет ведется графоаналитическим методом в предположении круглоцилиндрической поверхности возможного смещения с использованием формулы К. Терцаги и с учётом подтопления насыпи.

, (1.12)

где K_ст- коэффициент устойчивости при статическом состоянии грунта в теле насыпи;

и - соответственно сумма моментов сил, удерживающих откос от смещения и сдвигающих его (моменты сил определяются относительно центра вращения круглого цилиндра);

n - суммарное количество отсеков блока смещения;

m - количество отсеков блока смещения, в которых действуют удерживающие касательные составляющие силы веса;

C_i и f_i - соответственно удельное сцепление (кПа) и коэффициент внутреннего трения грунта в основании i-го отсека длиной l_i;

N_i и T_i - нормальная и касательная к основанию i-го отсека составляющие силы его веса, кН;

D₀ - гидродинамическая сила, возникающая при вытекании воды из насыпи и действующая в центре тяжести водонасыщенной части блока смещения, кН.

Сопротивление грунта сдвигу оценивается коэффициентом устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта K_дин, который должен быть не

менее допускаемого значения [К] /1/.

, (1.13)

где a_д - коэффициент динамики, назначаемый по таблице 1.6 /2/ в зависимости от высоты насыпи и вида грунта, при h = 17.0 м, P₀= 78 кПа, равный 1,07;

η_n - коэффициент ответственности сооружения, для третьей категории пути, принимаемый равным 1,15;

η_{f -} коэффициент сочетания нагрузок, в период строительства принимается 0,95;

η_{c -} коэффициент условий работы, при использовании упрощенных методов расчета равный 0,95.

Рассчитаем значение [K]:

.