- •ВВЕДЕНИЕ
- •РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ
- •ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •1.1 Классификация автомобильных дорог
- •1.2. Нормы проектирования автомобильных дорог
- •1.3. Расчетные скорости, нагрузки и габаритные размеры подвижного состава
- •1.4. Охрана окружающей среды
- •1.1. Общие стандарты
- •1.2. Грунты, земляное полотно, торф
- •1.3. Асфальтобетонные смеси, битум
- •1.3. Бетон, железобетон. Бетонные смеси, щебень, гравий, песок, цемент, шлаки, шламы и другие материалы
- •1.5. Автомобильные, железные дороги, аэродромы, земляное полотно дорог, мосты и трубы, укрепительные работы (изыскания, проектирование, строительство)
- •1.6. Основания и фундаменты
- •1.7. Изыскания автомобильных, железных дорог, аэродромов
- •1.8. Эксплуатация автомобильных дорог
- •1.9. Геотекстиль
- •1.10. Экология, климатология
- •1.11. Безопасность движения и техника безопасности
- •ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Предпроектное проектирование
- •2.3. Разработка проектной документации
- •2.4. Разработка рабочих чертежей
- •2.5. Состав проектной документации
- •2.6. Оформление проектной документации
- •Приложение 2.1.
- •Приложение 2.2.
- •Перечень технических документов, подлежащих использованию при разработке обоснования инвестиций
- •Приложение 2.3.
- •Перечень материалов и документов, включаемых в состав обоснования инвестиций (ОИ).
- •Приложение 2.4.
- •Перечень материалов и документов, включаемых в состав обосновывающих материалов инженерного проекта (ИП).
- •ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗЫСКАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •3.1. Особенности традиционной технологии изысканий автомобильных дорог и ее анализ
- •3.2. Особенности технологии изысканий автомобильных дорог при проектировании на уровне САПР-АД
- •3.3. ГИС-технологии в изысканиях автомобильных дорог
- •3.4. Методы обоснования полосы варьирования конкурирующих вариантов трассы
- •3.5. Цифровое моделирование рельефа, ситуации и геологического строения местности
- •3.6. Виды цифровых моделей местности
- •3.7. Методы построения цифровых моделей местности
- •3.8. Математическое моделирование местности
- •3.9. Задачи, решаемые с использованием цифровых и математических моделей
- •ГЛАВА 4. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
- •4.1. Структура экономического обоснования дорожного строительства
- •4.2. Перспективный парк автомобилей
- •4.3. Прогнозирование перспективной интенсивности движения
- •4.4. Методы оценки общественной эффективности инвестиционных проектов дорожного строительства
- •4.5. Процедуры учета неопределенности
- •4.6. Элементы затрат-выгод инвестиционных проектов дорожного строительства
- •ГЛАВА 5. ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ
- •5.1. Геодезические опорные сети
- •5.2. Обозначение пунктов государственных геодезических сетей на местности
- •5.3. Привязка к пунктам государственных геодезических сетей
- •5.4. Планово-высотное обоснование топографических съемок
- •5.5. Электронная тахеометрическая съемка
- •5.7. Наземное лазерное сканирование
- •ГЛАВА 6. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТОВ
- •6.2. Современные технические средства, применяемые при инженерно-геологических изысканиях
- •6.3. Инженерно-геологические изыскания на полосе варьирования трассы
- •6.4. Инженерно-геологические изыскания по принятому варианту трассы
- •6.5. Разведка местных дорожно-строительных материалов
- •6.6. Лабораторные испытания и полевые методы исследования физико-механических свойств грунтов и материалов
- •6.7. Геофизические методы инженерно-геологических изысканий
- •6.8. Камеральная обработка и представляемые материалы
- •7.1. Состав инженерно-гидрометеорологического обоснования проектов
- •7.2. Технология инженерно-гидрометеорологических изысканий
- •7.3. Морфометрические работы
- •7.4. Гидрометрические работы
- •7.5. Аэрогидрометрические работы
- •РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ
- •ГЛАВА 8. ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ГЕОМЕТРИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТАМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •8.1. Элементы плана автомобильных дорог
- •8.2. Элементы поперечных профилей
- •8.3. Элементы продольного профиля
- •8.4 Ширина проезжей части и земляного полотна
- •8.5. Остановочные, краевые полосы и бордюры
- •8.6. Поперечные уклоны элементов дороги
- •8.7. Нормы проектирования плана и продольного профиля
- •8.8. Переходные кривые
- •8.9. Виражи
- •8.10. Уширение проезжей части
- •8.11. Серпантины
- •8.12. Мосты и трубы
- •8.13. Тоннели
- •ГЛАВА 9. ПЛАН АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ. ПРИНЦИПЫ ЛАНДШАФТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •9.1. Выбор направления трассы
- •9.2. Элементы клотоидной трассы
- •9.3. Принципы трассирования
- •9.4. Цели и задачи ландшафтного проектирования*
- •9.5. Согласование элементов трассы с ландшафтом
- •9.6. Особенности трассирования автомобильных дорог в характерных ландшафтах
- •9.7. Согласование земляного полотна с ландшафтом
- •9.8. Правила обеспечения зрительной плавности и ясности трассы
- •ГЛАВА 10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •10.1. Принципы проектирования продольного профиля
- •10.2. Критерии оптимальности
- •10.3. Комплекс технических ограничений
- •10.4. Техника проектирования продольного профиля в традиционном классе функций
- •ГЛАВА 11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
- •11.1. Элементы земляного полотна и общие требования к нему
- •11.2. Грунты для сооружения земляного полотна
- •11.3. Природные условия, учитываемые при проектировании земляного полотна
- •11.4. Учет водно-теплового режима при проектировании верхней части земляного полотна
- •11.5. Поперечные профили земляного полотна в обычных условиях
- •11.6. Проектирование насыпей на слабых основаниях
- •11.7. Проверка устойчивости откосов при проектировании высоких насыпей и глубоких выемок
- •11.8. Земляное полотно на склонах
- •ГЛАВА 12. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Основы конструирования нежестких дорожных одежд
- •12.3. Расчеты нежестких дорожных одежд на прочность
- •12.4. Расчет конструкции дорожной одежды в целом по допускаемому упругому прогибу
- •12.5. Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и малосвязных конструктивных слоев
- •12.6. Расчет конструкции дорожной одежды на сопротивление монолитных слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе
- •12.7. Обеспечение морозоустойчивости дорожной одежды
- •12.8. Осушение дорожной одежды и земляного полотна
- •ГЛАВА 13. КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •13.1. Область применения. Основные виды покрытий
- •13.2. Общие требования к жестким дорожным одеждам. Основные принципы конструирования
- •13.3. Особенности конструкций жестких дорожных одежд
- •13.4. Основные положения расчета жестких дорожных одежд
- •Список литературы к главе 13
- •ГЛАВА 14. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •14.1. Напряжения в цементобетонном покрытии от внешней нагрузки
- •14.2. Определение разрушающей нагрузки для плит цементобетонного покрытия
- •14.3. Определение напряжений в цементобетонном покрытии по прогибам, измеренным в натуре
- •14.4. Определение эквивалентного модуля упругости и коэффициента поперечной деформации многослойного основания под жестким дорожным покрытием
- •14.5. Температурные напряжения
- •14.6. Устойчивость плит бетонных дорожных покрытий при повышении температуры
- •14.7. Прочность при усилении жестких покрытий слоем асфальтобетона или цементобетона
- •14.8. Устойчивость против выпирания асфальтобетонного слоя на цементобетонном основании
- •14.9. Устойчивость положения плиты со свободными краями при нагрузке от транспортных средств
- •Список литературы к главе 14
- •ГЛАВА 15. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО И ПОДЗЕМНОГО ДОРОЖНОГО ВОДООТВОДА
- •15.1. Система поверхностного и подземного дорожного водоотвода
- •15.2. Нормы допускаемых скоростей течения воды
- •15.3. Определение объемов и расходов ливневых и талых вод с малых водосборов
- •15.4. Гидравлический расчет дорожных канав
- •15.5. Гидравлический расчет отверстий малых мостов и труб
- •15.6. Косогорные сооружения поверхностного водоотвода
- •15.7. Укрепление русел за сооружениями
- •15.8. Расчет дренажа
- •15.9. Некоторые рекомендации к разработке региональных норм стока
- •ГЛАВА 16. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
- •16.1. Основные сведения о проектировании переходов через большие водотоки
- •16.2. Гидрологические расчеты
- •16.3. Морфометрические расчеты
- •16.4. Прогноз природных деформаций русел рек
- •16.5. Расчет срезок пойменных берегов подмостовых русел и отверстий мостов
- •16.6. Расчет общего размыва
- •16.7. Определение максимальной глубины расчетного общего размыва
- •16.8. Расчет местного размыва у опор мостов
- •16.9. Расчет размывов переходов коммуникаций у мостовых переходов
- •16.10. Расчет характерных подпоров на мостовых переходах
- •ГЛАВА 17. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДХОДОВ, РЕГУЛЯЦИОННЫХ И УКРЕПИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ
- •17.1. Условия работы пойменных насыпей
- •17.2. Проектирование подходов к мостам
- •17.3. Проектирование оптимальных пойменных насыпей
- •17.4. Расчет устойчивости откосов подтопляемых насыпей
- •17.5. Расчет осадок пойменных насыпей
- •17.6. Расчет скорости осадки насыпей на слабых основаниях
- •17.7. Задачи и принципы регулирования рек у мостовых переходов
- •17.8. Конструкции регуляционных сооружений на мостовых переходах
- •ГЛАВА 18. ПЕРЕСЕЧЕНИЯ И ПРИМЫКАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •18.1. Общие положения и требования по проектированию пересечений и примыканий в одном уровне
- •18.2. Классификация пересечений автомобильных дорог в разных уровнях и требования к ним
- •18.3. Элементы пересечений автомобильных дорог в разных уровнях
- •18.4. Задачи, решаемые при проектировании развязок движения в разных уровнях
- •18.5. Анализ условий пересечений при проектировании развязок
- •18.6. Пропускная способность развязок в разных уровнях и оценка безопасности движения
- •18.7. Технико-экономическое сравнение вариантов развязок движения
- •ГЛАВА 19. ОСОБЕННОСТИ ИЗЫСКАНИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДОРОГ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ (ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ) ГРУНТАХ
- •19.1. Распространение вечной мерзлоты на территории Российской Федерации
- •19.2. Дорожно-климатическое районирование первой зоны - зоны вечной мерзлоты России
- •19.3. Принципы проектирования и строительства дорог на многолетнемерзлых грунтах
- •19.4. Особенности водно-теплового режима естественных грунтов и земляного полотна автомобильных дорог в районах вечной мерзлоты
- •19.5. Особенности расчета дорожных конструкций нежесткого типа в условиях вечной мерзлоты
- •19.6. Особенности изысканий для строительства дорог на многолетнемерзлых грунтах
- •19.7. Особенности проектирования дорог на многолетнемерзлых грунтах
- •19.8. Земляное полотно автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах
- •19.9. Требования к грунтам земляного полотна на многолетнемерзлых грунтах
- •19.10. Конструкции земляного полотна автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах
- •19.11. Водоотводные сооружения
- •19.12. Проектирование земляного полотна и искусственных сооружений на наледных участках
- •ГЛАВА 20. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБУСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •20.1. Обслуживание дорожного движения
- •20.2. Дорожные знаки
- •20.3. Дорожная разметка
- •20.4. Направляющие устройства
- •20.5. Дорожные ограждения
- •20.6. Освещение автомобильных дорог
- •20.7. Составление схемы обстановки дороги
- •ГЛАВА 21. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •21.1. Особенности реконструкции автомобильных дорог
- •21.2. Особенности изысканий для разработки проектов реконструкции автомобильных дорог
- •21.3. Реконструкция автомобильных дорог в плане и продольном профиле
- •21.4. Земляное полотно при реконструкции автомобильных дорог
- •21.5. Дорожные одежды при реконструкции автомобильных дорог
- •21.6. Особенности организации работ при реконструкции автомобильных дорог
- •ГЛАВА 22. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
- •22.1. Цели и задачи проекта организации строительства
- •22.2. Строительный генеральный план
- •22.3. Календарный план строительства
- •22.4. Механизация дорожного строительства
- •22.5. Машины для земляных работ
- •22.6. Машины для уплотнения грунтов и материалов дорожных одежд
- •22.7. Определение потребности в основных строительных машинах, транспортных средствах и трудовых ресурсах
- •ГЛАВА 23. ОЦЕНКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •23.1. Система показателей для оценки проектных решений
- •23.2. Определение предельной пропускной способности дороги и коэффициента загрузки движением
- •23.3. Расчет средней скорости движения транспортного потока
- •23.4. Расчет максимальной скорости движения одиночного автомобиля
- •23.5. Определение степени загрязнения придорожной полосы соединениями свинца
- •23.6. Расчет загрязнения атмосферного воздуха выбросами автомобильного транспорта
- •ГЛАВА 24. ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОГ И ИХ РЕКОНСТРУКЦИИ
- •24.1. Влияние дорожных условий на безопасность движения
- •24.2. Оценка относительной опасности участков дороги и выявление опасных мест методом «коэффициентов относительной аварийности»
- •24.3. Выявление опасных мест метолом «коэффициентов безопасности»
- •24.4. Оценка обеспеченности безопасности движения на пересечениях в одном уровне
- •24.5. Оценка безопасности движения на пересечениях в разных уровнях
- •РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •ГЛАВА 25. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И СООРУЖЕНИЙ НА НИХ
- •25.1. Понятие о системах автоматизированного проектирования
- •25.2. Средства обеспечения систем автоматизированного проектирования
- •25.3. Функциональная структура САПР
- •25.4. Принципы оптимизации и моделирования при проектировании автомобильных дорог
- •25.5. Гис-технологии в автоматизированном проектировании
- •Список литературы к главе 25
- •ГЛАВА 26. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ CAD «CREDO»
- •26.1. Историческая справка
- •26.2. Функциональная структура подсистемы «Линейные изыскания»
- •26.3. Функциональная структура подсистемы «Дороги»
- •ГЛАВА 27. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ «indorcad/road»
- •27.1. Историческая справка
- •27.3. Раздел «Продольный профиль»
- •27.4. Раздел «Верх земляного полотна»
- •27.5. Раздел «Поперечный профиль»
- •27.6. Графический редактор «IndorDrawing»
- •ГЛАВА 28. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •28.1. Автоматизированное проектирование плана и продольного профиля. Общий методологический подход
- •28.2. Методы «однозначно определенной оси»
- •28.3. Метод «опорных элементов»
- •28.4. Метод «сглаживания эскизной линии трассы»
- •28.5. Методы «свободной геометрии». Сплайн-трассирование
- •ГЛАВА 29. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •29.1. Метод «опорных точек»
- •29.2. Метод «проекции градиента»
- •29.3. Метод «граничных итераций»
- •29.4. Методы «свободной геометрии»
- •ГЛАВА 30. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
- •30.1. Особенности автоматизированного проектирования оптимальных нежестких дорожных одежд
- •30.2. Оптимизационный метод проектирования дорожных одежд нежесткого типа
- •30.3. Технология автоматизированного проектирования оптимальных дорожных одежд
- •ГЛАВА 31. АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО ВОДООТВОДА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •31.1. Математическое моделирование стока ливневых вод с малых водосборов
- •31.2. Математическое моделирование стока талых вод с малых водосборов
- •31.3. Расчет отверстий и моделирование работы малых мостов и труб
- •31.4. Проектирование оптимальных водопропускных труб
- •31.5. Проектирование оптимальной системы поверхностного водоотвода
- •ГЛАВА 32. КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ
- •32.1. Принципы автоматизированного проектирования мостовых переходов
- •32.2. Аналитическая аппроксимация и универсальный метод определения расчетных гидрометеорологических характеристик
- •32.3 Комплексная программа расчета отверстий мостов «Рома»
- •32.4. Исходная информация и результаты расчета по программе «Рома»
- •32.5. Программа расчета уширений русел на мостовых переходах «Рур»
- •32.6. Исходная информация и результаты расчета по программе «Рур»
- •ГЛАВА 33. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ РАМП
- •33.1. Существующие принципы конструктивного решения участков ответвлений и примыканий соединительных рамп
- •33.2. Переходные кривые, требования к ним и методы их расчета
- •33.3. Расчет элементов соединительных рамп
- •33.4. Проектирование продольного профиля по соединительным рампам
- •33.5. Планово-высотное решение соединительных рамп
- •ГЛАВА 34. ОЦЕНКА ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
- •34.1. Программы для оценки проектных решений
- •34.2. Построение перспективных изображений автомобильных дорог
- •34.3. Перцептивные изображения автомобильных дорог
- •34.4. Оценка зрительной плавности трассы
- •34.5. Определение показателей транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог
- •34.6. Оценка проектных решений автомобильных дорог на основе математического моделирования
- •34.7. Технико-экономическое сравнение вариантов автомобильных дорог и мостовых переходов
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
далее вновь меняют положение центра кривой скольжения, но уже по нормали к кривой Феллениуса в найденной ранее точке влево с шагом Dу*, и по формуле (17.9) вычисляют значение коэффициента устойчивости К";
если К" < К', то с шагом Dу* влево ищут положение центра кривой с минимальным значением К. Если же К" > К', то с шагом Dу* ищут положение наиболее опасного центра вправо от прямой Феллениуса;
найденное таким образом минимальное значение коэффициента устойчивости является расчетным для данного поперечника земляного полотна Кp. Его сравнивают с нормативным Кн по формуле (17.7) и, если оказывается, что Кp ³ Кн, то устойчивость откоса земляного полотна обеспечена. Если Кp < Кн, необходимо изменить конструкцию земляного полотна с целью повышения устойчивости откоса (уположить откос, предусмотреть устройство берм и т.д.) и вновь изложенным выше способом выполнить проверку устойчивости новой конструкции земляного полотна.
Аналогичным образом выполняют и проверку устойчивости откосов насыпей в случае слабого основания, когда поверхность скольжения может заходить в пределы слабого слоя и распространяться за пределы подошвы откоса насыпи (см. рис. 17.6, б).
17.5. Расчет осадок пойменных насыпей
Насыпи подходов к мостам представляют собой весьма массивные сооружения, под действием веса которых может происходить уплотнение естественного грунта основания, сопровождаемое осадкой всего сооружения. Особенно актуальной эта задача становится при пересечении пойменной насыпью участков заиленных староречий, как правило, на значительную глубину представляемых иловатыми просадочными грунтами. Деформированное очертание поперечного профиля земляного полотна в результате осадки основания необходимо знать для того, чтобы компенсировать осадку соответствующим увеличением объемов земляных работ.
Неравномерные осадки земляного полотна, возникающие в ходе эксплуатации мостовых переходов, являются причиной появления неровностей покрытий, ухудшающих условия безопасного движения автомобилей и приводящих к разрушению дорожных одежд.
Осадку насыпей подходов определяют на заданных вертикалях поперечного профиля как суммарную деформацию столба грунта до практически несжимаемых плотных слоев. Считают, что мощность «активной зоны», в пределах которой суммируют деформации грунтовой толщи, необходимо принимать до глубины, на которой напряжения от веса насыпи составляют 0,2 от собственного веса
792
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
деформируемого грунта для слабо сжимаемых (рис. 17.9) и 0,1 для сильно сжимаемых грунтов (Егр < 5 МПа).
Рис. 17.9. Расчетная схема вычисления осадки от сжатия грунта под насыпью:
1 - геологический разрез; 2 - кривая напряжений от собственного веса грунта; 3 - кривая напряжений от веса насыпи; 4 - эпюра относительного сжатия слоев грунта; Н - граница активной зоны для слабосжимаемых грунтов; Н1 - то же для сильносжимаемых грунтов
В общем случае сжимаемый массив грунта может представлять собой многослойную систему, характеризуемую различными физико-механическими свойствами слоев и глубиной их залегания на разных вертикалях поперечного сечения земляного полотна. При определении осадок пойменных насыпей в практике проектирования мостовых переходов наибольшее распространение получил метод послойного суммирования деформаций отдельных слоев в пределах активной зоны сообразно полю напряжений, рассчитанному по формулам теории упругости.
Каждый слой деформируемой толщи при автоматизированном компьютерном проектировании целесообразно делить на значительное количество пластин элементарной толщины, деформации каждой из которых вычисляют в соответствии с действующими в пределах пластины осредненными сжимающими напряжениями. Этот прием позволяет заметно уточнить прогнозы осадок насыпей, отказавшись от традиционного при обычном проектировании осреднении сжимающих напряжений целиком для каждого геологического слоя.
793
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Рис. 17.10. Схема к расчету сжимающих напряжений в грунтовой толще под пойменной насыпью:
Н - высота насыпи; z - ордината
Поле сжимающих напряжений в грунтовой толще под дорожной насыпью определяют по известной формуле теории упругости (рис. 17.10):
где
(17.10)
р - давление на грунт в средней части поперечного профиля;
b = В/2 - половина ширины земляного полотна;
а - заложение откоса насыпи;
a1, a2, a3 - углы между лучами, проведенными из точки грунтового массива, для которой отыскивается величина сжимающего напряжения, и проекциями характерных точек поперечного профиля на поверхность земли (см. рис. 17.10);
х - расстояние от оси дороги до заданной вертикали.
Для удобства компьютерного описания выражение (17.10) целесообразно представить в декартовых координатах:
где
(17.11)
794
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
z - аппликата.
Напряжения от собственного веса сжимаемого грунтового основания для каждой вертикали поперечного профиля:
где
(17.12)
k - число геологических слоев в пределах активной зоны;
l - число пластин элементарной толщины, на которые делится каждый геологический слой;
gi - объемный вес грунта i-го геологического слоя; Dhij - толщина j-й пластины i-го геологического слоя.
Границу активной зоны определяют глубиной, на которой:
для слабо сжимаемых грунтов
795
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
(17.13)
для сильно сжимаемых грунтов
(17.14)
Суммарная осадка основания на заданной вертикали:
где
(17.15)
Dhij - толщина j-й пластины i-го геологического слоя;
Si - осадка i-го слоя грунта;
- значение пористости грунта при бытовом значении давления, осредненным в пределах j-й пластины i-го геологического слоя;
- значение пористости при полном давлении, осредненном в пределах j-й пластины i-го геологического слоя.
Одной из наиболее трудных задач при определении осадки основания насыпи, состоящей из нескольких слоев грунта с различными физико-механическими
796
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
свойствами, является моделирование кривых компрессионных зависимостей, полученных в результате лабораторных испытаний образцов грунта с последующей статистической обработкой результатов измерений. Анализ большого числа компрессионных кривых показал, что они обладают следующими свойствами (рис. 17.11):
Рис. 17.11. Моделирование компрессионной кривой
компрессионные зависимости представляют собой вогнутую кривую, являющуюся монотонной функцией, не имеющей экстремумов, поскольку пористость с увеличением нагрузки постепенно уменьшается;
с увеличением нагрузки компрессионная кривая становится более пологой, в связи с тем, что темп изменения пористости при деформации грунта, как упругопластичного тела, непрерывно уменьшается.
На основе анализа свойств компрессионных кривых Е.Л. Фильштейном предложена аппроксимация последних с использованием функции гиперболического типа:
где
(17.16)
e0 - начальная пористость;
(р1, e1), (р2, e2) - координаты некоторых точек компрессионной кривой (см. рис. 17.11);
р - давление.
797
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Выбирая точки р1 и р2 компрессионной кривой, обычно руководствуются следующими соображениями. Точку р2 выбирают в конце интервала напряжений данного слоя. Точку р1 выбирают в месте характерного изгиба компрессионной кривой, лежащей между точками р0 и р2. Соответственно выбранным р1 и р2 с компрессионной кривой снимают значения e1 и e2. Значение e0 всегда соответствует значению р0 = 0.
В случае отсутствия данных лабораторных испытаний, необходимых для построения натурной компрессионной кривой, последняя ориентировочно может быть представлена уравнением проф. Н.Н. Иванова:
где
(17.17)
e0- начальная пористость;
В - безразмерный коэффициент, характеризующий сжимаемость грунта и не зависящий от нагрузки.
Значения e0 и В при отсутствии данных лабораторных испытаний образцов грунта могут быть определены по таблице 17.4.
Таблица 17.4.
Значения e0 и В
Грунты |
e0 |
В |
Крупнозернистые и среднезернистые пески и супеси |
0,4 |
до 100 |
Мелкозернистые пески и супеси |
0,4-0,5 |
25-75 |
Пылеватые грунты |
0,5-0,65 |
10-25 |
798
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
Суглинистые грунты средней плотности, глинистые грунты |
0,65 |
|
10-15 |
Супеси и суглинки с содержанием пыли более 50 %; |
|
|
|
сильно сжимаемые суглинки и глины с прослойками песка |
0,7-0,85 |
5-10 |
|
Торфы при разложении: |
|
|
|
10 % |
3,0-4,0 |
8,5-10 |
|
10-25 % |
2,5-3,0 |
|
8-9 |
25-40 % |
1,5-2,5 |
|
6-8 |
40 % и более |
0,75-1,5 4-6 |
||
Супесь, торфяной ил |
0,25-1,5 |
2-4 |
Последовательность детального расчета осадки основания насыпи сводится к следующему:
используя уравнение (17.11), определяют сжимающие напряжения от веса насыпи на вертикали, совпадающей с осью насыпи для середины каждой j-ой пластины грунта для каждого i-го слоя;
вычисляют напряжения от собственного веса грунта основания по формуле
(17.12);
устанавливают глубину активной зоны по условию (17.13) или (17.14);
для исследуемой вертикали, находящейся на расстоянии х от оси насыпи, по уравнению (17.11) вычисляют напряжения для середины каждой j-й пластины грунта для каждого i-го слоя в пределах активной зоны;
полагая
799
База нормативной документации: www.complexdoc.ru
и
(s(н) - давление от веса насыпи; s(б) - бытовое давление от веса вышележащей грунтовой толщи) по уравнению (17.16) или (17.17) в зависимости от обоснованности компрессионных кривых для середины каждой j-й пластины грунта и каждого i-го слоя вычисляют значения пористости при бытовом давлении
и значение пористости при полном давлении
по формуле (17.15) определяют полную осадку насыпи для ординаты, расположенной на расстоянии х от оси насыпи;
далее переходят к расчету осадки основания насыпи для следующей вертикали поперечника и т.д.
Исходные данные, вводимые в память компьютера для расчета осадки основания насыпи, разделяют на две группы:
данные, характеризующие очертание поперечного профиля земляного полотна и положение вертикалей, для которых требуется определить значение полной осадки насыпи;
данные, характеризующие положение слоев сжимаемого грунта основания насыпи (глубина от дневной поверхности до нижней границы слоя), число пластин грунта, на которые делится каждый геологический слой и физико-механические свойства грунта, составляющего каждый слой.
В результате расчета получают чертежи поперечного сечения насыпей до и после осадки, а также распечатку полных осадок насыпи на заданных вертикалях поперечного профиля.
Изложенный алгоритм легко может быть развит для случая расчета осадки оснований насыпей на косогорах с учетом наклона геологических напластований, а также с учетом бокового расширения сжимаемого грунта.
800