1.3 Определение осадки основания насыпи требуемого уширения основной площадки.

Рассмотрим случай, когда основание стабильно, но за счет нагрузки от отсыпанного грунта насыпи, поездной нагрузки и веса ВСП будут происходить осадки основания за счет его уплотнения. Значение величины осадок основания необходимо учесть при строительстве земляного полотна для установленного запаса на ширину высоты насыпи, чтобы после осадки его ось находилась в проектном положении.

Табл. 1. Компрессионная кривая грунта насыпи.

Напряжения, кПа		0	100	200	300	400	500	600
Коэффициент пористости	е1	0,729	0,682	0,655	0,642	0,629	0,622	0,620

=6,22 – высота бермы

Расчет осадок производится в следующей последовательности:

1. Основание по глубине делится горизонтальными плоскостями на 3 слоя толщиной h_i.

2. Строится эпюра вертикальной составляющей нормальных напряжений по глубине основания от веса грунта основания σ_γ-пр и коэффициент пористости е_пр в природном состоянии до сооружения насыпи.

3. Эпюра напряжений от внешних нагрузок разбивается на элементарные прямоугольные и треугольные нагрузки.

4. От каждой элементарной нагрузки по оси насыпи на глубине выделенных слоев находится вертикальная составляющая нормальных напряжений, которые суммируются и определяются напряжения от внешней нагрузки σ_р.

5. Строится эпюра суммарных напряжений после сооружения насыпи и соответствующих им коэффициентам пористости е₀

6. Определяют осадку каждого i-го слоя

Сжатие основания происходит и ниже выделенных слоев, поэтому определяют S_доп дополнительную осадку, которая реализуются за счет нижележащей толщи.

Напряжения в основании насыпи в природном состоянии определяются с использованием компрессионной кривой грунта в следующих расчетных точках:

точка 0:

точка 1:

Удельный вес грунта определяется методом последовательных приближений.

Задаемся значением

Тогда

е_пр-1=0,711 (по компрессионной кривой)

Удельный вес грунта

Проверка

<0,05 , то есть условие выполняется.

точка 2:

Задаемся значением

Тогда

е_пр-2=0,685 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие не выполняется.

задаемся следующим значением

Тогда

е_пр-2=0,684 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие выполняется.

точка 3:

Задаемся значением

Тогда

е_пр-3=0,658 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие не выполняется.

задаемся следующим значением

Тогда

е_пр-3=0,657 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие не выполняется.

Задаемся значением

Тогда

е_пр-3=0,657 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие не выполняется.

задаемся следующим значением

Тогда

е_пр-3=0,657 (по компрессионной кривой)

Проверка

<0,05 , то есть условие выполняется.

Далее эпюру напряжений от внешних нагрузок разбиваем на элементарные прямоугольные и треугольные нагрузки (треугольные; прямоугольные).

Расчет сведен в таблицу 3.

Таблица 3

Напряжения в расчетном сечении основания насыпи от элементарных нагрузок. номер расчетной точки по вертикали характеристика I II III IV V VI , 0 -34,7 0 34,7 -18,9 0 18,9 253,43 0 0 0 0 0 0 -2,078 0 2,078 -2,86 0 2,86 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 101,7 0 0 151,73 0 1 -34,7 0 34,7 -18,9 0 18,9 254,03 2 2 2 2 2 2 -2,078 0 2,078 -2,86 0 2,86 0,12 0,054 0,12 0,31 0,08 0,31 0,0038 1 0,0038 0 0,9988 0 0,39 101,7 0,39 0 151,55 0 2 -34,7 0 34,7 -18,9 0 18,9 254,60 5 5 5 5 5 5 -2,078 0 2,078 -2,86 0 2,86 0,3 0,134 0,3 0,78 0,2 0,78 0,0258 0,995 0,0258 0 0,9765 0 2,62 101,2 2,62 0 148,16 0 3 -34,7 0 34,7 -18,9 0 18,9 255,03 10 10 10 10 10 10 -2,078 0 2,078 -2,86 0 2,86 0,6 0,27 0,6 1,56 0,4 1,56 0,092 0,96 0,092 0 0,914 0 9,36 97,63 9,36 0 138,68 0

Вычислим осадку слоев в любом вертикальном сечении основания по формуле

,

где - средние величины коэффициентов пористости слоя толщиной _i природном состоянии до сооружения насыпи;

- средние величины коэффициентов пористости грунта, полученные расчетом(после сооружения насыпи и реализации осадки).

Для расчета дополнительной осадки толщи основания, реализуемой ниже уровня 3 точки, определяются относительные и абсолютные осадки слоя грунта и по формулам

,

Таблица 4

Расчет относительной и абсолютной осадок

слои					,м
0-1	2	0,72	0,6455	0,043	0,086
1-2	3	0,6975	0,6395	0,034	0,102
2-3	5	0,6705	0,631	0,024	0,12

Определим осадку основания

,

где - суммарная осадка слоев грунта;

- дополнительная осадка толщи основания.

Определим запас на осадку по формуле

,

где - осадка грунтов насыпи, если они при соблюдении норм плотности;

- осадка основной площадки из-за сжатия основания:

,

где - доля осадки основания, реализуемая после сдачи насыпи в эксплуатацию ( =0.63);

- коэффициент погашения осадки в теле насыпи за счет её разуплотнения (i = 0,001).

Уширение основной площадки

,

где - показатель крутизны откоса балластной призмы.

принимаем 0,5м

Тогда проектная ширина основной площадки будет

.