1.4.2 Расчётная схема и исходные характеристики.

На расчетной схеме (чертеж 1), изображенной в масштабе 1:200 показан поперечный контур низовой части насыпи. Для этого наносим поверхность основания с заданным уклоном местности 1:21, от нее вверх по оси откладываем высоту насыпи H=17,0 м и проводим горизонтальную линию, на которой показываем бровки основной площадки для двухпутного участка на расстоянии от оси 0,5(b+M+Δm)=5,854 м.

На уровне отметки ГВВ = 5 м и Г_б = 6,87 м проводим горизонтальные линии. От точки F в направлении откоса показываем депрессионную поверхность с уклоном J₀ = 0,05 для грунта насыпи.

Проводим откос нормативной крутизны: в верхней части насыпи до 6 м - 1:1,5, а в нижней части до отметки Г_б - 1:1,75.

Ширина бермы принимается равной 5м, крутизна откосов 1:2.

На основной площадке по оси каждого пути строим фиктивный столбик грунта, эквивалентный поездной нагрузке Р₀= 78 кН и весу верхнего строения пути P_вс = 17 кН, шириной b₀ = 2,7 м и высотой z_ф, определяемой по формуле:

, (1.14)

где - удельный вес грунта.

, (1.15)

где - коэффициент пористости грунта, при данном грунте равный 0,669 кПа.

Находят центр возможной кривой смещения. Для этого соеди- няют подошву откоса бермы (точка А) с одной из точек основной площадки насыпи (L1, L2 и т.д. – по выбору студента) и из середины полученной прямой восстанавливают перпендикуляр, являющийся линией центров кривых смешения (рисунок 1.4). Затем от верха фиктивного столбика проводят вспомогательную прямую под углом 36° к горизонту. Точка О пересечения вспомогательной линии с линией центров является центром возможной кривой смещения, из которого проводят дугу AL_i радиусом R.

Полученный блок смещения ABCDEL_iG необходимо разбить на отсеки, границы которых должны проходить через точки перелома поперечного контура насыпи и границу фиктивного столбика; через точки пересечения кривой смещения с депрессионной поверхностью и поверхностью основания;

по вертикальному радиусу; в случае, если ширина какого-либо отсека окажется более 6 м, он разбивается на два отсека.

С учетом водонасыщения грунта в зоне подтопления насыпи в блоке смещения выделяют три слоя, границами которых являются депрессионная поверхность и поверхность основания.

В верхнем слое I характеристики грунта насыпи принимают по результатам расчета требуемой плотности.

Рисунок 1.4 – Расчетная схема к графоаналитическому расчету общей устойчивости насыпи

(1.16)

(1.17)

,

где и - угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта природного сложения (приложение А /1/);

1,15 – коэффициент, учитывающий повышение прочностных характеристик при отсыпке и уплотнении грунта.

В среднем слое II характеристики грунта насыпи определяют с учетом взвешивающего действия воды и дополнительного увлажнения после подтопления.

(1.18)

(1.19)

(1.20)

,

где – плотность частиц грунта насыпи (приложение А /1/);

Таблица 1.3 – нахождение устойчивой насыпи

ρ_ω – плотность воды, равная 1 т/м³;

0,75 и 0,5 – коэффициенты, учитывающие снижение прочности переувлажненного грунта.

В нижнем слое III грунта основания расчетные значения характеристик определяются с учетом его насыщения водой.

(1.21)

(1.22)

(1.23)

,

где , и - характеристики грунта основания природного сложения (приложение А /1/);

- коэффициент пористости грунта основания, принимаемый по ветви нагрузки компрессионной кривой при напряжении от веса бермы.