8. Причины выпирания грунта основания насыпи. Проверка устойчивости грунта основания на выпирание. Способы укрепления грунта основания.

В глинистых грунтах при воздействии внешних нагрузок (особенно динамических) иногда деформации уплотнения переходят в деформации выпирания, так кА вода в грунте, в основном, связанная, практически не отжимается, но ее присутствие существенно снижает сопротивлению грунтов сдвигу. В таких случаях при проектировании земляного полотна или установлении причин деформаций эксплуатируемого земляного полотна необходимо выполнять расчеты стабильности оснований насыпей или грунтов под основной площадкой выемок.

Для того чтобы не было не только деформаций выпирания, но и сдвигов, необходимо, чтобы в любой точке С массива было выполнено условие

где τ – касательное напряжение, действующее по некоторой площадке, включающей рассматриваемую точке, Па; f = tgφ, град. и с, Па – параметры сопротивления сдвигу (f – коэффициент сопротивления сдвигу, с – удельное сцепление); σ – нормальное напряжение, действующее на эту же площадку, Па.

Стабильность против сдвига и выпирания может быть оценена так называемым коэффициентом стабильности k_o:

где [k_o] – допускаемый коэффициент стабильности.

При наличии зоны возможного выпирания (k_o < 1) проектируются мероприятия по стабилизации.

Способы стабилизации грунта основания:

1. При строительстве

– замена слабого грунта;

– устройство песчаных свай;

– укладка геотекстиля;

– устройство лежневого основания;

– укладка в основании насыпи георешетки.

2. При эксплуатации

– химическое закрепление грунта;

– электрохимическое закрепление грунта;

– устройство препятствий выдавливанию грунта;

– обжиг грунта.

9. Паводковые воды и их воздействие на земляное полотно.

Паводок – подъем уровня воды в реке с выходом воды на поймы.

Причины:

1. Весенние паводки – таяние снега, таяние снега + обильные осадки (смешанный паводок);

2. Летние паводки – дождевые осадки, дождевые осадки + таяние снега в горах (смешанный паводок).

Виды воздействия паводковых вод на зем. полотно:

1. Насыщение грунта водой и снижение его прочностных характеристик (φ – угол внутреннего трения, с – удельное сцепление грунта, γ – удельный вес грунта);

2. Возникновение фильтрационного потока через насыпь за счет разности отметок;

3. Размыв откосов насыпи вдольоткосными течениями;

4. Размыв откоса и повреждение укреплений волноприбоем;

5. Подъем уровня воды выше бровки ЗП (происходит перелив воды через насыпь полное разрушение насыпи в данном месте).

10. Параметры волнового воздействия и определение границ укрепления откоса.

Основными параметрами волнового режима являются: высота волны h, м, длина волны λ, м, период волны Т, с. К дополнительным параметрам относятся крутизна h/λ и пологость λ/h волны, а к характеристикам водной акватории относятся длина разгона ветровых волн L, м, средняя глубина воды в пределах разгона волн d_L, м, и расчетная скорость ветра V_w, м/с.

Рисунок 1.4 – Схема волнового режима в приоткосной зоне водоема: зона 1 – глубоководная; 2 – мелководная; 3 – прибойных волн; 4 – приурезовая

Верхняя граница защиты (укрепления) откоса насыпи от волнового воздействия определяется по формуле

где h_подп – высота подпора воды вследствие стеснения русла реки мостовым переходом, м; ∆Н – высота ветрового нагона волны, м; h_нак(2%) – высота наката на откос волн обеспеченностью i %; а_зап – запас, принимаемый равным а_зап = 0,25 м; ∆Н – высота ветрового нагона воды, м; Н_ст – глубина воды в приоткосной части, м.