1.4.3. Определение коэффициента общей устойчивости.

Коэффициент устойчивости определяется для участка насыпи длиной 1 м, с учетом удерживающих и сдвигающих сил, вычисляемых для каждого i-го отсека. Нормальная и касательная составляющие силы веса отсека определяются по формулам:

Ni = Qi * cos _i (1.24)

Ti = Qi * sin _i, (1.25)

где Qi-вес i-го отсека, кН

Q_i = F_i * _i * 1, (1.26)

где F_i-площади частей отсека, находящиеся в первом и во втором слоях блока смещения,м²;_i – угол наклона основного отсека к горизонту

, (1.27)

где- x_i – расстояние от середины отсека до вертикального радиуса, м .

Величина гидродинамической силы D₀,кН, определяется по формуле

D_o = _w * I_o * (F_i^II+F^III_i), (1.28)

где _w – удельный вес воды, _w = 9,81 кН/м³.

Расчет устойчивости ведется в форме таблицы 1.2

1.4.4. Выводы.

Допускаемое значение коэффициента устойчивости [K] устанавливается по формуле (1.13)

D_o = 9,81*0,05*(39,56+3,92) = 21,33 кН,

К_ст = (355,33+985,89+4,37) / (1126,94+21,33) = 1,17

[K] = (1,1*1)/0,95 = 1,16

К_дин = 1,17 / 1,07 = 1,09

Так как К_дин< [K] – 0,02, принятый профиль следует скорректировать, так как он не устойчив, в зависимости от значения:

∆ = ([K] – 0,02 – К_дин) / [K] * 100%

∆ = (1,16 – 0,02 – 1,09)/1,16*100% = 4,31%:

при ∆ < 10% принимается решение об уположении откосов на одну ступень (на 0,25 м).

1.6 Проектирование и расчет дренажа

1.6.1 Состав работы

При близком к основной площадке выемке залегании грунтовой воды предусматривают понижение ее уровня с целью обеспечить необходимую несущую способность основания и уменьшить опасность возникновения пучинных деформаций.

В большинстве случаев для этого устраивают траншейный, гравитационный, закрытый, подкюветный, трубчатый дренаж.

1.6.2 Оценка эффективности дренажа

Эффективность дренажа оценивается по гидравлическим и техническим характеристикам. К гидравлическим относятся коэффициент водоотдачи и

величина снижения весовой влажности грунта ∆W,которые определяются по формулам:

; ;

, (1.32)

где - объем пор, содержащих гравитационную, вытекающую в дренаж воду, доли;

n – пористость осушаемого грунта, доли;

α – доля капиллярно застрявшей воды;

- молекулярная влагоемкость, доли;

и- плотность сухого грунта и воды, т/м³.

Значения n и ρ_d вычисляются по формулам:

; ; (1.33)

e – коэффициент пористости, определяем по ветви нагрузки компрессионной кривой при .

, дренаж способен осушить не менее 20% объема пор и поэтому показателю может считаться эффективным. Однако эффективность такого осушения для повышения несущей способности основания необходимо оценить техническим параметром, в качестве которого принимается допустимое давление на основную площадку:

; (1.34)

где и - прочностные характеристики грунта;

- интенсивность нагрузки от верхнего строения пути с учетом веса защитного слоя, кПа, таблица 1.5 / /.

_{Расчет по формуле (1.3}4) ведется дважды: сначала для водонасыщенного состояния основания определяется при влажности , а затем для осушенного вычисляется при влажности

Рисунок 1.7 Определение коэффициентов и

Из графика (рисунок 1.7) получили значение кПа, ,

кПа, .

Используя полученные значения, проводим расчет

- для осушенного состояния:

кПа

- при влажности:

кПа

Дренаж по технической характеристике является эффективным, так как условие выполняется, где - предельное давление от

поездной нагрузки, равное 80 кПа

144 < 80+17 = 97 кПа.

По отношению можно судить о величине повышения несущей способности основания после устройства дренажа: раза.