1262
.pdf
Из этой точки проводим под углом 450 прямую и откладываем отрезок 0,3 hн = 0,3 10 = 3,0 м. Конец отрезка является центром окружности скольжения О. Соединяем центр с нижней точкой откоса и получаем R = 17,28 м. Проводим линию обрушения. Откос делим на 5 равных элементов, что соответствует l = 15/5 = 3 м. При этом l / hн = 0,3. Измеренная ширина последнего (шестого) элемента 2,8 м. Вычисляем для него поправочный коэффициент l 6/ l = 2,8/3 = 0,933.
|
Измеряем на чертеже значения средних высот элементов hi |
|
и коорди- |
||||||||||||||||
|
нат x |
(с учетом знака). Результаты измерений вносим во 2-й и 3-й |
|||||||||||||||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
столбцы табл. 2.3. Выч сляем x |
i |
/ R , h x |
i |
/ R , cos |
, h cos |
i |
, 1/ cos |
i |
, |
|
||||||||
С |
|
|
|
|
i |
i |
i |
|
|
|
|
||||||||
|
а также суммы 6, 7 |
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Наход м расчетный коэффициент запаса устойчивости по вы- |
||||||||||||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ражен ю (2.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
К =tgφ Σ /Σ +(c / )Σ /Σ =0,5317 17,31/9,23+(6,3/19,62)7,06/9,23=1,24. |
||||||||||||||||||
|
ир I 7 6 I 8 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
А |
|
Таблица 2.3 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Определение параметров моментов удерживающих и сдвигающих сил |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эле- |
|
xi , м |
hi , м |
|
xi / R |
|
1/ cos i |
|
hi xi / R |
hi cos i |
|
|
1/ cos i |
|
|
|||
|
мента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|||||||
|
1 |
|
2 |
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
7 |
|
|
8 |
|
|
|
|
1 |
|
-0,55 |
1,15 |
|
-0,03 |
|
|
1,00 |
|
-0,04 |
1,15 |
|
|
1,00 |
|
|
|
|
|
2 |
|
2,45 |
3,00 |
|
0,14 |
|
|
0,99 |
|
0,43 |
2,97 |
|
|
1,01 |
|
|
|
|
|
3 |
|
5,45 |
4,25 |
|
0,32 |
|
|
0,95 |
|
1,34 |
4,03 |
|
|
1,05 |
|
|
|
|
|
4 |
|
8,45 |
4,90 |
|
0,49 |
|
|
0,87 |
|
2,40 |
4,27 |
|
|
1,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||
|
5 |
|
11,45 |
4,80 |
|
0,66 |
|
|
0,75 |
|
3,18 |
3,60 |
|
|
1,15 |
|
|
|
|
|
6 |
|
14,35 |
2,31 |
|
0,83 |
|
|
0,56 |
|
1,92 |
1,29 |
|
|
1,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2,48) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1,80) |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6=9,23 |
7=17,31 |
|
8=7,06 |
|
|
||
|
Расчетное значение |
К р 1,24 |
меньше требуемого значения ко- |
||||||||||||||||
эффициента запаса устойчивости К тр 1,46 . Следовательно, откосная
часть насыпи будет неустойчива.
Обеспечить её устойчивость возможно, в частности, армированием геотекстильном материалом.
11
Задача 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСНОЙ
ЧА ТИ НАСЫПИ АРМИРОВАЕНИЕМ ГЕОТЕКСТИЛЬНЫМ МАТЕРИАЛОМ
САрмирование откосной части насыпи позволяет обеспечить её общую устойчивость. Геотекстильный материал (ГМ) является одной из групп геотехнических материалов. Геотекстильными материалами называют рулонные водопроницаемые преимущественно синтетиче-
В контрольной ра оте предлагается использовать геотекстильный материал дорн т с минимальной прочностью на растяжение Rp = 70 Н/см толщ ной прослойки = 4 мм.
ские текст льные материалы, предназначенные для различного при- дрическменен я в земляных сооружениях [9].
В процессе расчета определяют положение центра круглоцилин- х поверхностей скольжения (КЦПС) и разбивают сползаю-
щую часть масс ва на призмы (выполнено в задаче 2).
Для арм рован я ГМ откосной части насыпи должны быть опре- |
|
делены: |
А |
- количествобпрослоек nпр; |
|
- длина заделки прослойки lз; |
|
- распределение прослоек по высоте насыпи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
|
Определение этих параметров основано на методике, изложенной |
|||||||||||
в рекомендациях [9]. Расчет числа армирующих прослоек выполняет- |
||||||||||||
ся по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
0,53К тр Pi |
cos i |
|
|
cos 2 i 4sin 2 i |
|
|
pili b |
|
|
|
nпр |
1 |
|
|
|
|
|
|
i |
, |
(3.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
д b |
И |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
cos |
i |
1 (x / R)2 ; |
|
pi |
– предельное значение растягивающих |
||||||
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|||
напряжений в грунте, кПа; д – допустимое значение растягивающего напряжения для прослойки ГМ, кПа; – толщина прослойки ГМ: Ктр – требуемый коэффициент запаса устойчивости откосной части
насыпи, рассчитывается по формуле (2.1);Pi=ρiAiB – вес каждого из блоков площадью Ai , на которые разбита откосная часть толщиной В=1 м над поверхностью скольжения (рис. 3.1).
Предельное значение растягивающих напряжений в грунте pi
определяется по эмпирической формуле |
|
pi=KфсI , |
(3.2) |
12
где K – коэффициент, принимаемый по табл. 3.1. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
i=3 |
|
|
i=4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
P3 |
|
|
|
l3 |
|
|
|
|
|
1 |
: |
|
i=2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
Поверхность |
|
|
|||||||
|
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
скольжения |
|
|
|
||
и |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
P3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
α3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.1. Расчетная схема оценки |
|
устойчивости армированной |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
откосной части насыпи |
|
|
|
|
|||||
|
|
общей |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.1 |
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента Kφ |
|
|
|
|
|||||
, град |
3 |
|
5 |
|
7 |
9 |
11 |
|
13 |
15 |
|
17 |
21 |
25 |
|
K |
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
||||||
|
0,40 |
|
0,48 |
0,55 |
0,63 |
0,70 |
|
0,77 0,85 0,90 0,96 1,00 |
|||||||
Допустимое значение растягивающего напряжения для прослой- |
|||||||||||||||
ки ГМ д должно соответствовать условию |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
0,25 |
|
|
|
0,5 |
1 |
|
|
|
(3.3) |
|
|
|
|
д |
R / Д(0,09Т 1) R / , |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
где RP |
|
– прочность ГМ на растяжение, |
RP = 70 Н/см; Т – норматив- |
||||||||||||
ный срок службы насыпи, Т = 50 лет. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Длина заделки прослоек ГМ в тело насыпи |
lз определяется по |
||||||||||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||
|
|
|
|
|
|
lз |
0,5RP |
|
2,0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
м, |
|
|
|
(3.4) |
||||
|
|
|
|
|
|
в hв tg c |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где в |
и hв – удельный вес и толщина слоя грунта над верхней про- |
||||||||||||||
слойкой (в данном случае в н ; hв = |
1 м); и с – прочностные ха- |
||||||||||||||
рактеристики по контакту «прослойка ГМ – грунт», I ; c 0,1cI . |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
Для связных грунтов верхняя из прослоек располагается на глубине 1,0 м от верха насыпи. Нижняя прослойка должна находиться на расстоянии 0,5 м от поверхности основания. При nпр 2 остальные
|
прослойки равномерно распределяются между верхней и нижней про- |
|||||||||||||||||||
|
слойками. При nпр 1 прослойка располагается на глубине 1,0 м от |
|||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
верха насыпи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Пример решения задачи |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Выполняем расчет необходимого числа прослоек ГМ. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
Предельное растяг вающее напряжение грунта |
pi находим по |
||||||||||||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
формуле (3.2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
pi K cI 0,88 12,2 10,7 кПа, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
где значен е К , найденное по та л. 3.1 методом интерполяции при |
|||||||||||||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
I = 16°, составляет 0,88. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Значен е допуст мого растягивающего напряжения для ГМ д |
|||||||||||||||||||
|
определяем по формуле (3.3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
д |
0,25RР |
/ 0,25 70 / 4 4,4 МПа |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
||||||||
|
(0,09Т 0,5 1)1 R / (0,09 |
500,5 |
1)170 / 4 = 10,7 МПа. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Так как условие (3.3) выполняется, принимаем д 4,4МПа. |
|||||||||||||||||||
|
Расчет момента сдвигающих сил приведен в табл. 3.2. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Определение момента сдвигающих сил |
|
|
|
|||||||||||
|
Номер |
xi |
|
|
xi / R |
|
cos i |
sin 2 i |
|
Pi |
|
Pi |
cos i |
cos2 i 4sin2 i |
|
|
||||
|
эле- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
мента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|||||
|
1 |
0,90 |
|
0,08 |
|
0,9968 |
|
|
0,0064 |
|
26,68 |
|
|
|
0,34 |
|
|
|
|
|
|
2 |
2,60 |
|
0,23 |
|
0,9732 |
|
|
0,0529 |
|
73,38 |
|
|
|
7,58 |
|
|
|
|
|
|
3 |
4,30 |
|
0,38 |
|
0,9250 |
|
|
0,1444 |
|
113,40 |
|
|
|
30,86 |
|
|
|
|
|
|
4 |
6,00 |
|
0,53 |
|
0,8480 |
|
|
0,2809 |
|
140,09 |
|
|
|
71,37 |
|
|
|
|
|
|
5 |
7,70 |
|
0,68 |
|
0,7332 |
|
|
0,4624 |
|
126,75 |
|
|
|
102,90 |
|
|
|
|
|
|
6 |
9,40 |
|
0,82 |
|
0,5724 |
|
|
0,6724 |
|
63,37 |
|
|
|
73,80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма |
|
|
|
286,85 |
|
|
|
|
|
Определяем число необходимых прослоек ГМ при требуемой ве- |
|||||||||||||||||||
|
личине коэффициента устойчивости откоса К тр = 1,46. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0,53Ктр Pi |
|
cos i |
|
cos2 i |
4 sin 2 i |
pilib |
|
|
|
||||||
|
|
nпр |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
д b |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
14
|
|
0,53 1,46 286,85 10,70 13,13 1,00 4,63 5. |
||||||||
|
|
|
|
|
4,40 4 1,00 |
|
|
|
||
Длину заделки ГМ в тело насыпи определим по формуле (3.4) |
||||||||||
lз |
|
0,5R P |
|
|
|
0,5 70 |
5,07 5,00 м. |
|||
|
|
|
|
1,00 0,29 |
||||||
|
в hв tg c |
19,62 |
1,22 |
|
||||||
огласно выполненным расчетам располагаем армирующие про- |
||||||||||
слойки в теле насыпи (рис. 3.2). |
|
|
|
|
|
|||||
С |
|
|
|
|
|
|
00 ,1 |
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
3 |
|
5,00 |
33 1, х4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
08 6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
0,50 |
|
|||||
бРис. 3.2. Схема армирования откосной части насыпи дорнитом: |
||||||||||
1 – откосная часть; 2 – геотекстильный материал (дорнит); |
||||||||||
|
|
|
3 – поверхность скольжения |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Задача 4 |
|
|
||
|
|
|
А |
|
||||||
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЗАВЕРШЕНИЯ |
||||||||||
ИНТЕНСИВНОЙ Ч СТИ ОС |
КИ НАСЫПИ |
|||||||||
На насыпях, основание которых включает слабые грунты, капи- |
||||||||||
тальные покрытия можно устраивать после завершения не менее 90% |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д |
||||
расчетной осадки. Для устройства облегченных покрытий требуется |
||||||||||
достижение не менее 80% конечной осадки [6]. |
|
|||||||||
При мощности слоя слабого грунта H bср (где bср – ширина на- |
||||||||||
сыпи по средней линии, |
т.е. на высоте |
hн / 2 |
от поверхности основа- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
ния) прогноз длительности осадки может быть осуществлен по схеме |
||||||||||
одномерного сжатия. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Время достижения заданной величины относительной осадки на- |
||||||||||
сыпи допускается определять упрощенным способом (в условиях не- |
||||||||||
полного объема испытаний слабого грунта) по формуле |
|
|||||||||
T |
K H 2 |
/ С |
, |
(4.1) |
p |
U ф |
h |
|
|
15
где KU – коэффициент, величина которого зависит от величины относительной осадки U (Si / Sк ) 100% (табл. 4.1); Si – величина осадки на какой-либо момент времени, м; Sк – конечная осадка насыпи, м; H ф – расчетный путь фильтрации воды, отжимаемой из слоя, прини-
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
маемый равным мощности слоя слабого грунта, см; Сh – коэффициент |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
консолидации, определяемый путем консолидационных испытаний (в |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
данной работе принимается С |
h |
= 6 10–2 |
см2/мин). |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициента КU |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
достижения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
U, |
|
20 |
|
30 |
|
40 |
|
50 |
|
|
|
60 |
|
70 |
|
80 |
|
|
85 |
90 |
95 |
|
|||||||||
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
KU |
|
0,03 |
0,07 |
|
0,12 |
0,20 |
0,29 |
0,40 |
0,57 |
0,69 |
0,85 |
1,13 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
Так |
как время |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заданной величины относительной |
|||||||||||||||||||
|
|
осадки, |
рассч танное по формуле (4.1), получается в минутах, |
то для |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
перевода его в сутки нео ходимо результат разделить на 1440. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
Мероприятия по ускорению осадки насыпи на слабом основании |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
рассматриваются в дисциплине «Технология и организация строи- |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
тельства транспортных сооружений». |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример решения задачи |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
Находим ширину насыпи по средней линии: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bср b 2 hн |
|
2 12 2 6,8 |
2 18,8 м. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||||
|
|
|
Так как мощность слоя слабого грунта 2,2 м меньше, чем ширина |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
насыпи по средней линии bср , прогнозДдлительности осадки может |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
быть осуществлен по схеме одномерного сжатия. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
Время достижения заданной величины относительной деформа- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ции определяем по формуле (4.1), а результаты расчета приводим в |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
виде табл. 4.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжительность осадки насыпи Tλp |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
U, % |
|
|
|
|
20 |
|
30 |
|
40 |
|
|
50 |
|
60 |
|
70 |
|
|
80 |
|
|
85 |
|
90 |
|
95 |
|
||||
|
|
Т р , сут |
|
|
17 |
|
39 |
|
67 |
|
112 |
|
163 |
|
224 |
|
319 |
|
|
387 |
|
476 |
|
633 |
|
||||||||
16
Вывод. Капитальное покрытие на насыпи можно устраивать не ранее чем через 476 суток после устройства насыпи. Устройство облегченного покрытия возможно через 319 суток после её устройства.
Задача 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЕЧНОЙ ОСАДКИ ПО ОСИ НАСЫПИ
МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО СУММИРОВАНИЯ Методика решения задачи
Полагается, что на осадку насыпи влияет лишь толща грунтов оп- |
|
напряжение |
|
ределенной мощности hсж , называемая сжимаемой толщей. |
|
СЗа н жнюю гран цу сжимаемой толщи (НГСТ) принимают глуби- |
|
ну, на которой |
от веса насыпи составляет 50% от природ- |
б |
|
ного давлен я в грунте. Эту границу нужно найти графически – путем наложен я на эпюру давления от веса насыпи z эпюры природного давлен я пр , уменьшенного в два раза [5].
Если найденная по вышеуказанным условиям НГСТ находится в слое грунта с модулемАдеформации Е 7,0 МПа или такой слой залега-
ет ниже, то за НГСТ принимают ту глубину, где выполняется условие
z 0,2 пр [5].
Сжимаемую толщу hсж делят на слои толщиной hi 0,4bн. При
делении сжимаемой толщи границыДслоев необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта, так как их модули деформации
чаще всего различны.
Для горизонтальных площадок, лежащих на оси насыпи, вычис-
ляют нормальные сжимающие напряжения от веса насыпи z и от веса грунта основания (природное давление) пр .
Расчет конечной осадки насыпи выполняется по II группе предельных состояний.
Напряжение от давления, создаваемого насыпью в центре её по-
дошвы на глубине z, вычисляют по формуле [5] |
|
z н рн , |
И |
(5.1) |
|
где н – коэффициент, учитывающий изменение напряжений по глубине z, принимаемый по прил. 4 в зависимости от mz z / b и nz a / b ; а – длина горизонтальной проекции откоса (заложения), м; pн н Hн – нормальное напряжение по подошве насыпи, кПа.
17
m
Природное давление на глубине z hi для основания, состоя-
i 1
щего из m слоев грунта, вычисляется по формуле
m |
|
пр i hi . |
(5.2) |
С |
|
i 1 |
|
При расчете пр родного давления грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, необходимо учитывать взвешивающее действие воды. В этом случае вместо удельного веса i используют в , оп-
ределяемый по формуле (1.4).
определен природного давления на кровле слоя водонепроницаемого грунта (глина, суглинок твердый и полутвердый) необ-
ходимо уч тывать дополнительное гидростатическое давление |
|||||
При |
|
|
|
||
|
|
pw whw , |
(5.3) |
||
где |
w |
– удельный вес воды, кН/м3, |
w |
=9,81 кН/м3; h – расстояние от |
|
|
|
|
w |
||
|
|
б |
|
||
уровня подземных вод до кровли слоя водонепроницаемого грунта, м. |
|||||
После этого строят эпюры пр |
и z |
(рис. 5.1) и находят НГСТ |
|||
А (нижняя граница сжимаемой толщиД), т.е. глубину, на которой соблю-
дается условие z=0,5 пр или z=0,2 пр. Эту глубину находят графически путем наложения уменьшенной в два раза эпюры природного давления пр на эпюру напряжения от веса насыпи z .
Суммарную осадку насыпи определяют путем суммирования осадок отдельных слоев сжимаемой толщи по формуле
m |
|
S 0,8 zi hi / Ei , |
(5.4) |
i 1 |
|
где i – среднее вертикальное напряжение вИi-м слое грунта от веса |
|
насыпи, кПа; hi – толщина i-го слоя грунта, м; |
Ei – модуль деформа- |
ции грунта i-го слоя, кПа. |
|
18
|
|
|
|
|
|
bn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
: |
0,00 |
|
|
hn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр, кПа |
|
|
|
|
0 |
|
z, кПа |
||
1 |
|
|
|
WL |
|
|
zo |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
II |
ИГЭ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IIв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СE1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hw |
|
|
пр1 |
z1 |
|
|
|
и |
|
|
|||||||
|
|
|
пр |
пр |
|||||
|
|
|
0,2 |
0,5 |
|||||
1 |
|
Эпюра пр |
|
|
Эпюра z |
||||
IIв |
|
|
|
при |
при |
||||
|
ИГЭ 2 |
|
|
|
|
|
|
||
E2 |
б |
|
сж |
сж |
|||||
|
2 |
h |
h |
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
пр2 |
|
z2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
пр2 + whw |
0,5 пр |
НГСТ 0,5 пр(Е3 МПа) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
IIв |
|
|
|
|
|
|
|
||
ИГЭ 3 |
|
|
|
|
0,2 пр |
НГСТ 0,2 пр(Е3 МПа) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
E3 |
|
|
Апрп zn |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Z, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
Рис. 5.1. Расчетная схема к определению конечной осадки |
|
|
||||||
|
насыпи по ее оси методом послойного суммирования |
|
|
||||||
|
|
(рассмотрен случай ИГЭ 3 – водонепроницаемый) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример решения задачи |
|
|
|
|||
Расчет конечной осадки насыпи выполняем в табличной форме |
|||||||||||
(см.таблицу). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,8 |
|
|
Геологическая |
|
|
|
1 |
|
3 |
6,8 |
0,0 |
|
||
|
|
|
: |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
= 19,62 кН/м |
|
|
|
|
колонка |
|
|
|
пр, кПа |
|
.n |
|
|
z, кПа |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
упесь |
|
= 20,11кН/м3 |
WL= -1,0 |
|
|
133,42 |
|
|
|||
|
|
|
20,10 |
|
|
|
|||||
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
твердая |
= 10,99кН/м3 |
|
|
|
|
|
-2,2 |
|
|||
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 18,6 МПа |
|
|
|
33,30 |
|
132,49 |
|
|
|
Песок |
|
= 10,01кН/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мелк й |
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E = 12,0 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-5,5 |
|
и |
|
66,33 |
123,81 |
|
|
||||||
|
110,48 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
м |
||||||
|
|
|
|
|
18,7 |
||||||
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
|
|
|
|
б3 |
|
|
= |
|||||||
|
|
|
|
hсж |
|||||||
|
|
|
-10,3 |
|
|||||||
|
|
= 19,23 кН/м |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
I |
|
|
|
202,78 |
|
103,4 |
|
|
|
|
|
E = 6,6 МПа |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
полутвердый |
|
|
А |
|
|
|
|||||
Суглинок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-15,1 |
|
|
|
|
295,08 |
|
|
84,19 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 пр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НГСТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73,18 |
|
|
|
|
|
387,38 |
|
|
|
И-19,9 |
|||||
|
|
|
|
|
|
69,51 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Z,м |
|
|
|
Рис. 5.2. Расчетная схема к определению конечной осадки насыпи по её оси |
|
||||||||||
методом послойного суммирования: пр – напряжения от природного давления |
|||||||||||
грунта; z – напряжение от собственного веса насыпи (масштабы насыпи 1:500; слоёв |
|||||||||||
|
|
|
грунта 1:100; эпюр напряжений 1:50 кПа) |
|
|
|
|||||
20