Таблица 10.19

Требуемые значения коэффициента устойчивости Ку

Метод расчета

Инженерно-геологические условия

Однородный сухой откос, сло-

Прочие случаи

женный песчаными грунтами

при прочном основании

1.

Метод КЦПС

–

1,3

2.

Метод

(Маслова –

1,2

1,3

Берера)

3.

Расчет на расползан е

–

1,3

4.

Метод «Fр»

–

1,0

5.

Расчет на выдавл ван е

–

1,0 (коэффици-

ППС

ент безопасно-

(метод оюздорНИИ)

значения

сти)

Объем этого слоя

dV = F dl = (B + mh) h dl,

(10.4)

где В – ширина земляного полотна поверху; m – коэффициент зало-

жения откосов насыпи.

Полный объем призматоида

L

Vпр

(B mh)hdl .

(10.5)

0

Высота насыпи в рассматриваемом сечении

ПлощадиV

H1

H 2

l ,

L

(10.6)

h

H1

L

Сгде l – дл на пр змато да.

поперечных сечений

F2 (B mH2 )H2 .

F1 (B mH1)H1

и

(10.7)

бА

Объем пр змато да

F1 F2

m(H1 H2

пр

2

2

.

(10.8)

Полученный о ъем грунта в насыпи соответствует плотному

грунту. В резервах и карьерах в естественном состоянии грунт залега-

ет при меньшей плотности. Для получения требуемого объема грунта

в насыпи требуется разра атывать больший объем грунта, так назы-

ваемый оплачиваемый о ъем. Этот объем находят как

V опл = Vпр kотну.

(10.9)

Коэффициент относительного уплотнения грунта в насыпи –

это отношение плотности грунта в насыпи к плотности грунта в ре-

Таблица 10.20

Значения коэффициентов относительного уплотнения kотну

Требуе-

Вид грунта

мый коэф-

Пески,

Суг-

Лёссы и

Скальные разрабатывае-

Шлаки, отва-

фициент

супеси,

линки,

лёссовид-

мые грунты при плотно-

лы перераба-

уплотне-

суглинки

глины

ные грун-

сти, т/м

тывающей

ния грунта

пылева-

ты

промышлен-

тые

1,9–2,2

2,2–2,4

2,4–2,7

ности

1,00

1,10

1,05

1,30

0,95

0,89

0,84

1,26 – 1,47

0,95

1,05

1,00

1,15

0,90

0,85

0,80

1,20 – 1,40

0,90

1,00

0,95

1,10

0,85

0,80

0,76

1,13 – 1,33

С

10.7. Деформации и разрушения земляного полотна

Под совместным воздействием многократно повторяющихся на-

грузок от автомо

лей

природных факторов в земляном полотне и в

дорожнойиодежде возн кают напряжения и деформации, которые, по-

степенно накапл ваясь, могут привести к их разрушению. При де-

формац ях разрушен ях земляного полотна неизбежно деформиру-

ется и разрушается дорожная одежда [39].

Под деформацией понимают изменение размеров или формы тела

без уменьшения его массы и потери сплошности.

Разрушение – это изменение размеров и формы тела с изменени-

ем (уменьшением) массы тела или потерей сплошности.

ДеформациибАземляного полотна связаны с грунтово-

гидрологическими

условиями, воздействием

климатических факто-

им прочности при переувлажнении, особенно в случае возведения на-

сыпи при строительстве из неоднородных грунтов или в результате

пучинообразования (явление комплексного воздействия на пучино-

С

опасный грунт влаги и отрицательной температуры).

а

и

б

в

г

д

бА

е

Д

Рис. 10.2. Основные виды деформаций насыпей:

а – деформации грунта в активной зоне (рабочем слое); б – просадка насыпи на

слабом основании; в, г – расползание (растекание) насыпи; д – деформации отко-

сов; е – сползание (смешение) насыпи по наклонённому основанию

И

Деформации, связанные с дополнительным уплотнением грунта в

Таблица 10.21

Характерные деформации и разрушения земляного полотна

Наименование и харак-

Наиболее вероятные причины возникновения

тер деформаций

деформаций

1

2

Осадки неравномерные

Недостаточное уплотнение и переувлажнение грун-

(см. рис. 10.2, а)

тов, в результате чего снижаются параметры сдвига (φ и

Просадки

С

С) грунта и под влиянием собственного веса и транс-

портных нагрузок он деформируется

насыпей

Не о еспечена устойчивость насыпей против выпира-

на

основан

ях

з сла- н я грунта в основании, существенно зависящая от угла

бых грунтов – болотах, внутреннего трения и сцепления грунта, а следователь-

б

просадочных

грунтах но, и от соответствия сопротивления сдвигу действую-

(рис. 10.2, б)

щ м главным касательным напряжениям

Сползан е

откосов

Неправильное возведение насыпей: присыпка грунта

насыпей выемок

на откосах ез доброкачественного соединения с основ-

(рис. 10.2, в

г)

ным телом земляного полотна ступеньками; неудовле-

А

творительный отвод воды с его поверхности; необеспе-

чение достаточного укрепления откосов; повышенная

против норм крутизна откосов. На косогорных участках

оползанию откосов выемок, сползанию и обрушению на-

сыпей спосо ствует наклонное расположение водонос-

Д

ных слоев, образующих поверхности скольжения при

малом сопротивлении сдвигу по ним, а также по основа-

ниям насыпей

Расширение

объёма

Возникают вследствие интенсивного осенне-зимнего

грунта (разуплотнение)

накопления влаги при промерзании пылеватых пучини-

в

направлении

к по-

стых грунтов. Нередко в местах пучинообразования при

верхности

И

земляного оттаивании образуются в теле земляного полотна водные

полотна (рис. 10.2, д)

мешки, вызывающие его повреждение

Различные

формы

Происходят, когда неукреплённые поверхности не

размывов

земляного могут противостоять поверхностному стоку (водная

полотна (обочин, откоэрозия), обусловленному атмосферными осадками (лив-

сов)

невыми и талыми водами), притекающими к земляному

полотну с прилегающей местности, а также притекаю-

щими речными, озёрными и морскими водами. При

продолжительном застое воды из-за недостаточного ук-

лона водоотводных канав или наличии препятствий в

них. Вода может проникать в земляное полотно и суще-

ственно переувлажнять грунт

Окончание табл. 10.21

Выдувание обочин и

Происходит из-за того, что поверхности не могут

откосов при слабосвяз-

противостоять воздействию ветра – ветровой эрозии

ных и несвязных грун-

тах

Колеи и выбоины на

Заезды транспортных средств на неукреплённые обо-

С

чины, особенно в период, когда грунты обочин значи-

обочинах

тельно увлажнены

Таблица 10.22

ятные условия увлажнения земляного полотна

тивной

Пуч ны

Связь с грунтовыми и поверх-

Характеристика процессов ув-

ностными водами

лажнения

Гидрогео-

Связаны преимущественно

с

Поднятие горизонта грунтовых

логические

высоким стоянием грунтовых

вод в начале осенне-зимнего

Неблагопрвод. Накопление влаги проис-

периода и высокое стояние его

ходит

за счёт

капиллярного

весной. Возрастание влажно-

поднятия грунтовых вод пре-

сти верхнего слоя грунтов на-

имущественно

в осенний

и

сыпи в начале зимы с после-

частично в зимний периоды

дующим затуханием

А

Темпера-

Вызваны перемещением грун-

Циклическое изменение влаж-

турные

товых вод к зоне промерзания

ности верхней части

грунтов

и длительными

сроками

их

земляного полотна.

нтенсив-

действия

ное накопление ледяных про-

слоек у границы промерзания

Д

Поверхно-

Связаны с длительным стояПереувлажнение обочин и от-

стные

нием

поверхностных

вод,

косов в начале осенне-зимнего

обильным выпадением

атмо-

периода. Перемещение влаги

сферных осадков и их проник-

от обочин и откосов в конце

новением через трещины по-

зимы к более холодной проез-

крытия в грунт земляного по-

жей части в результате пере-

И

лотна в осенне-зимний период, мещения снега с проезжей час-

плохой организацией работ по ти на обочины

снегоочистке дорог

Смешанные

То же, по пп. 1–3

То же, по пп. 1–3

увлажнен ю грунтов рабочего слоя земляного полотна, разрушению

прибровочной части обочин. На укреплённых связными материалами

обочинах (асфальтобетон, битумогрунт и др.) возникают дефекты,

С

характерные для деформаций покрытий дорожных одежд проезжей

.

Контрольные вопросы

части

1.

Что такое ра оч й слой земляного полотна?

2.

Что служ т основан ем выемки?

3.

Что включает ядро насыпи?

4.

Что понимают под прочностью земляного полотна?

5.

Какие мероприятия о еспечивают устойчивость элементов земляного по-

лотна?

6.

Какие параметры следует учитывать при назначении конструкции земля-

ного полотна?

7.

В каких случаях применяют типовые конструкции земляного полотна?

8.

бА

В каких случаях применяют индивидуальные решения насыпи земляного

полотна?

9.

В каких случаях применяют индивидуальные решения для выемок?

10.

Какие выделяют классы грунтов для земляного полотна?

11.

Какие грунты относятся к классу природных дисперсных грунтов?

12.

На какие разновидности делятДглинистые грунты по числу пластичности?

13.

Что такое число пластичности связных грунтов?

14.

Какие грунты считаются набухающими?

15.

Какие грунты относят к просадочным?

16.

Какие грунты относятся к пучинистым?

17.

Как разделяют грунты, используемые в земляном полотне, по степени

засоления?

И

18.

Как разделяются глинистые грунты по показателю текучести?

19.

Какие грунты относят к особым грунтам?

20.

Какие грунты относят к слабым?

21.

Какие требования следует обеспечить при проектировании рабочего