5. Проверка устойчивости откосов

Проверим насыпь расчетом устойчивости откосов. Выполняем эти расчеты на ЭВМ с использованием программного комплекса «GEO5.Устойчивость откоса», учитывая нагрузку от веса верхнего строения пути-17 кПа.

Рис.8 Результат расчета коэффициента устойчивости откосов насыпи при установленных геометрических размерах

Коэффициент устойчивости равен 1.26, следовательно устойчивость обеспечена.

6. Прогноз хода осадки во времени

где S_t-фильтрационная осадка за данное время

S_k-полная конечная осадка

u-степень консолидации

где N_u-величина, определяемая по таблицам в зависимости от u

H_ф-длина пути фильтрации (принимается равной мощности торфа) H_ф=850 см

C_k-коэффициент консолидации торфа C_k=4 см²/ч

Сведем расчеты в табличную форму.

u, %	N	Nu	St,см	t,мес	t,год
0,05	0,005	-	12,75	-	-
0,10	0,02	0,01	25,50	2,51	0,21
0,15	0,04	0,02	38,25	5,02	0,42
0,20	0,08	0,03	51,00	7,53	0,63
0,25	0,12	0,05	63,75	12,54	1,05
0,30	0,17	0,07	76,50	17,56	1,46
0,35	0,24	0,10	89,25	25,09	2,09
0,40	0,31	0,13	102,00	32,61	2,72
0,45	0,39	0,16	114,75	40,14	3,34
0,50	0,49	0,20	127,50	50,17	4,18
0,55	0,59	0,24	140,25	60,21	5,02
0,60	0,71	0,29	153,00	72,75	6,06
0,65	0,84	0,34	165,75	85,30	7,11
0,70	1,00	0,41	178,50	102,86	8,57
0,75	1,18	0,48	191,25	120,42	10,03
0,80	1,40	0,57	204,00	142,99	11,92
0,85	1,69	0,68	216,75	170,59	14,22
0,90	2,09	0,85	229,50	213,24	17,77
0,95	2,80	1,13	242,25	283,48	23,62
1,00	-	-	255,00	-	-

Построим по данным таблицы две зависимости u=f(t) и S=f(t) и определим по графику S=f(t) строительную осадку в зависимости от срока строительства.

Было установлено, что общая конечная осадка слоя торфа 2,55 м ;фильтрационная осадка, таким образом, составит 2,42 м. Строительная фильтрационная осадка составит 84 см, эксплуатационная фильтрационная 158 см. Следовательно, вторичная осадка торфа равна 13 см. Время, необходимое для завершения фильтрационной консолидации – 23,62 года, что превышает срок строительства примерно в 13 раз.

Из этого следует, что с учетом вторичной осадки эксплуатационная осадка торфа составит 1,71 м, при допустимой величине 100 см (СП 238.1326000.2015 «Железнодорожный путь»). Следовательно, необходимо рассмотреть мероприятия по ускорению протекания строительной осадки.

Для этих целей спроектируем насыпь с вертикальными сваями-дренами, заполненными песком.

Для начала установим требуемую степень консолидации слоя торфа в течение 22 месяцев, чтобы эксплуатационная осадка не превышала 100 см. При общей конечной осадке 2,55 м в период строительства необходимо добиться такой консолидации основания, при которой деформация основания составит 1,55 м. При этом срок, за который следует реализовать эту осадку, будет равен сроку строительства, т.е. 22 месяца. Требуемая степень консолидации торфа должна составлять не менее 61 %.

Назначим диаметр дрен 30 см при длине 9,0 м. Примем расстояние между дренами 6 м. Тогда

=20

Консолидационные характеристики одинаковы в вертикальном и горизонтальном направлениях, т.е. и =4 тогда время:

Т=15840 часов

0,18

47%

0,08

32%

=100-0,01*(100-47)*(100-32)=64 %

Поскольку требуемая степень консолидации слабого основания через 22 месяца должна составлять не менее 61 %, при шаге свай 6 м и их диаметре 30 см требуемая степень уплотнения слоя торфа в течение срока строительства будет обеспечена.