PZ_Senkin

Отсюда видно, что модули осадки для поверхностных и нижних частей слоя торфа в принятом диапазоне нагрузок практически не меняются, различие менее 10 %, т.е. слой можно не разделять на отдельные слои.

Аналогично для слоя суглинка текучего:

наношу линию, выражающую зависимость нагрузки на основание от величины осадки. Поскольку в данном случае уровень грунтовых вод совпадает с поверхностью земли, за-

Наносим эту зависимость на график и по точке пересечения ее с кривой 0 = ( 0) определяем конечную нагрузку от веса насыпи (рис. 3). Таким образом:

расч = 1,818 м. расч = 7,24 т/м2.

Рис. 3. Расчет осадки графоаналитическим методом

Лист

3. Оценка несущей способности слабого основания.

Коэффициент консолидации грунта, определенного в лаборатории, под расчетной нагрузкой составляет для торфа 3,4 см2/ч, а для суглинка 0,60 см2/ч. Срок строительства земляного полотна, определенный график ПОС, составляет 18 мес.

По графику, приведенного на рис. 3 находим, что расчетная конечная осадка нижнего слоя (слой суглинка) равна 0,12 м, что составляет 6 %, от общей осадки. Поэтому осадкой нижнего слоя в нашем случае можно пренебречь.

Прогноз осадки во времени составлю по упрощенному способу. В этом случае время стабилизации интенсивной (фильтрационной) части деформации определяю по формуле:

При мощности слоя торфа 4 м максимальный путь фильтрации воды Нф = 4,0 м. Тогда время завершения интенсивной (фильтрационной) части деформации:

Таким образом, поскольку срок строительства оказался значительно меньше срока фильтрационной консолидации слабого основания, земляное полотно сооружается в режиме быстрой отсыпки.

Определяю степень фильтрационной консолидации слабого основания за срок строительства земляного полотна, равный 18 месяцам. Тогда:

Находим, что величине = 0,68 соответствует степень консолидации слабого основания = 59 %. В рамках курсового проекта будем условно считать, что фильтрационная осадка составляет 95 % от общей конечной осадки насыпи на слабом основании, тогда при общей конечной осадке слоя торфа под нагрузкой 7,24 т/м2 – 1,66 м получим, что фильтрационная

осадка составит:

0,95 ∙ 1,66= 1,58 м.

За период строительства соответственно будет реализовано только:

0,59 ∙ 1,58 = 0,93 м.

На период эксплуатации придется

1,58 – 0,93 = 0,65 м.

Устанавливаем, что для линии I категории допустимая осадка слабого основания в период эксплуатации не должна превышать 40 см. Таким образом, расчетная осадка в период эксплуатации оказалась больше допустимой, следовательно, необходимо рассмотреть вопрос о методах ускорения осадки, либо принципиально изменить проектное решение.

Лист

4. Определение несущей способности слабого основания

Поскольку было установлено, что насыпь сооружается в режиме быстрой отсыпки, определяю несущую способность основания для таких условий. В этом случае величина расчетной нагрузки на основание находится по формуле:

p0 = pн (Нн+Sн) = 1,88* (3,0+1,818) = 9,06 т/м2.

Определяю величину безопасной нагрузки для каждого из слоев:

Рбез.-z =

Для верхнего слоя торфа плотность с учетом взвешивающего эффекта практически равна нулю. Поэтому формула безопасной нагрузки упрощается:

Рбез.-z =

Найду значения функции β на разных горизонтах, соответствующих точкам 0, 1, 2 … 9 (рис. 2).

При расчете на быструю отсыпку за расчетные величины сцепления и угла внутреннего трения принимаются значения, отвечающие природной влажности грунта при отсутствии нагрузки от веса насыпи. Эти характеристики составили: для торфа – СW = 0,99 т/м2, φW = 10 ; для слоя суглинка - СW = 1,20 т/м2, φW = 12 .

По расчету в программе, разработанной на кафедре, для рассматриваемого случая коэффициент безопасности составляет без = 1,11, что больше 1,0. Следовательно, несущая способность основания обеспечена. Изменение конструкции насыпи на слабом грунте не требуется производить.

Лист

5. Расчет устойчивости откосов

Нормативные документы рекомендуют также проверять насыпи, опирающиеся на слабые основания, расчетом устойчивости откосов. Выполним эти расчеты на ЭВМ с использованием программного комплекса «GEO 5. Устойчивость откоса» при следующих исходных данных: поездная нагрузка 80 кПа, нагрузка от веса верхнего строения пути – 17 кПа.

Добавим берму шириной 10м высотой 1,5м с откосом 1:2,5. Сделаем откосы насыпи выше бермы 1:2. Добавим две арматуры прочностью 1000кН/м. В ходе расчетов получен минимальный коэффициент устойчивости равный 1,27. Нормативный коэффициент устойчивости составит 1,25. Следовательно, устойчивость обеспечена. Подробный результат расчета приведет в отчете ниже:

Лист

Лист

Лист

Лист

Лист

Лист