Расчёт осадки насыпи

Содержание

Слайд 2

При индивидуальном проектировании производится расчет осадок основания насыпей и предусматривает мероприятия по

При индивидуальном проектировании производится расчет осадок основания насыпей и предусматривает мероприятия по
устранению их последствий, либо по предотвращению их появлений:
1) Назначение запаса на осадку – применяется, если есть возможность обеспечить временное повышение отметок без нарушения требования по уклонам профиля (ограничения: участки с руководящим уклоном, подходы к мостам)
2) Уширение основной площадки земляного полотна с последующим в период эксплуатации подъемкой пути на балласт.
3) Мелиорация грунтов основной площадки для предотвращения осадки (устройство свайных оснований, мероприятия по ускорению консолидации грунтов) применяется при больших величинах осадок (слабые грунты в основании) на скоростных и особогрузонапряженных линиях.
Для упрощения расчетов вводятся следующие допущения:
осадки определяются для насыпей, находящихся в незатопляемом состоянии (время паводка занимает короткий период);
в качестве расчетного сечения принимается ось насыпи, относительно которой поперечное сечение насыпи является симметричным;
грунт основания насыпи является однородным на значительной глубине;
поперечным уклоном поверхности земляного полотна пренебрегаем;
задача плоская, статическая.
Расчет осадки производится с применением компрессионных кривых в следующей последовательности:
Основание по глубине делится горизонтальными плоскостями на i слоев с толщиной hi.
Строятся эпюры вертикальной составляющей нормальных напряжений по глубине основания от веса грунта основания и коэффициента пористости в природном состоянии.
Строится эпюра вертикальной составляющей нормальных напряжений действующих по подошве насыпи (эпюра внешних нагрузок).
Эпюра напряжений от внешних нагрузок разбивается на элементарные прямоугольные и треугольные нагрузки.
От каждой элементарной нагрузки по основанию насыпи на глубине границ выделенных слоев находится вертикальная составляющая нормальных напряжений, и определяется величина суммарного напряжения от внешних нагрузок σp и строится их эпюра по глубине.
Строятся эпюры суммарных напряжений от внешних нагрузок и собственного веса грунта основания и коэффициента пористости в расчетном состоянии после сооружения насыпи.
Определяется толщина сжимаемой толщи из условия σp = 0,2σпр, исходя из этого условия пересчитывается толщина последнего сжимаемого слоя.
Определяют осадку каждого выделенного слоя.

Слайд 3

Схема к расчету осадки

0

1

2

3

4

5

h1

h2=½*Bп.н.

h1 - толщина 1-ого слоя основания

Bп.н.- ширина подошвы насыпи

½*h1

½*h1

1/3*h2

1/3*h2

1/3*h2

Bп.н.

Схема к расчету осадки 0 1 2 3 4 5 h1 h2=½*Bп.н.

Слайд 4

Построение эпюр природных напряжений в основании насыпи и коэффициента пористости грунта

 

 

 

 

 

Построение эпюр природных напряжений в основании насыпи и коэффициента пористости грунта

Слайд 5

Пример расчета
Ширина подошвы насыпи – 75,6 м
Характеристики 1-ого слоя основания
Толщина

Пример расчета Ширина подошвы насыпи – 75,6 м Характеристики 1-ого слоя основания
1-ого слоя основания – 2,5 м
Удельный вес частиц грунта – 26,7 кН/м3
Влажность – 32 %
Угол внутреннего трения – 11 ̊
Характеристика компрессионной кривой

Компрессионная кривая 2-ого слоя основания

Характеристики 2-ого слоя основания
Толщина 2-ого слоя основания – 30,0 м
Удельный вес частиц грунта – 26,7 кН/м3
Влажность – 20 %
Угол внутреннего трения – 18 ̊

Компрессионная кривая 1-ого слоя основания

Слайд 6

В точке 0: h = 0 м

0,712

0,656

0,618

0,596

0,582

0,572

100

0,789

200

300

400

500

600

0

24,8

0,770

 

 

 

 

 

В точке 0: h = 0 м 0,712 0,656 0,618 0,596 0,582

Слайд 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 11

Построение эпюры напряжений по подошве насыпи

 

Необходимо учесть интенсивность нагрузки от верхнего строения

Построение эпюры напряжений по подошве насыпи Необходимо учесть интенсивность нагрузки от верхнего
пути. Высота фиктивного столба грунта ВСП, приведенная к ширине ОПЗП определяется по формуле

 

 

 

Слайд 12

Напряжения в точках «а» и «к» равны 0.
Напряжение в точке «б»

Напряжения в точках «а» и «к» равны 0. Напряжение в точке «б»
равны напряжениям в точках «в», «з», «и»:

 

 

 

 

Напряжение в точке «д» равны напряжениям в точке «е»:

 

Далее необходимо произвести расчет интенсивности каждой элементарной нагрузки:

 

 

Напряжения от элементарных нагрузок определяются по формуле:

 

где: b – ширина нагрузки.

Слайд 13

Пример расчета
Категория дороги – 2
Количество путей – 1
Высота насыпи –

Пример расчета Категория дороги – 2 Количество путей – 1 Высота насыпи
15 м
Высота незатопляемой бермы – 7 м
Ширина незатопляемой бермы – 8 м
Удельный вес грунта защитного слоя – 19,5 кН/м3
Удельный вес нижней части насыпи – 18,8 кН/м3

 

 

 

 

 

Слайд 14

I

 

Для точки «2» схема определения напряжений от элементарной нагрузки I выглядит

I Для точки «2» схема определения напряжений от элементарной нагрузки I выглядит
следующим образом:

2

z = 2,5 м

β1

β2

l1

l2

 

 

b

Слайд 15

II

 

Для точки «2» схема определения напряжений от элементарной нагрузки II выглядит

II Для точки «2» схема определения напряжений от элементарной нагрузки II выглядит
следующим образом:

2

z = 2,5 м

β1

β2

l1

 

 

 

Напряжения от остальных элементарных нагрузок рассчитываются аналогично.
Весь расчет рекомендуется свести в таблицу.

Слайд 17

Построение эпюр напряжений в основании насыпи после сооружения насыпи и коэффициента пористости

Построение эпюр напряжений в основании насыпи после сооружения насыпи и коэффициента пористости
грунта

Суммарное напряжение в расчетных точках определяется по формуле:

 

По найденному значению напряжения необходимо найти соответствующий коэффициент пористости по компрессионной кривой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 18

Определение относительных осадок слоев и суммарной осадки насыпи

 

 

 

 

 

Определение относительных осадок слоев и суммарной осадки насыпи

Слайд 19

Осадка основания не реализуется ниже глубины, где σp = 0,2σпр, исходя из

Осадка основания не реализуется ниже глубины, где σp = 0,2σпр, исходя из
этого условия пересчитывается толщина последнего сжимаемого слоя. Определение глубины сжимаемой толщи показано на рисунке.

Из рисунка видно, что глубина сжимаемой толщи будет равна 37 м. Так как изначально задавались глубиной сжимаемой толщи равной 40,3 м и толщиной слоев по 12,6 м, то после пересчета толщина последнего слоя будет равна Δh = 9,3 м. Для данной точки:

 

 

 

 

Слайд 20

Эпюры к расчету осадки насыпи

Эпюры к расчету осадки насыпи

Слайд 21

 

 

Для четвертого слоя:

 

Для пятого слоя:

 

Для четвертого слоя: Для пятого слоя:

Слайд 22

 

 

 

 

 

Слайд 23

 

Если условие не выполняется, необходимо предусмотреть мероприятия для уменьшения величины осадки до

Если условие не выполняется, необходимо предусмотреть мероприятия для уменьшения величины осадки до
предельно-допустимого значения.
Далее рассчитывается уширение основной площадки земляного полотна. Это делается для того, чтобы с помощью подъемки на балласт можно было поднять уровень головки рельса до проектной отметки.

 

 

 

Минимальное уширение ОПЗП принимается равным 0,5 м.

Имя файла: Расчёт-осадки-насыпи.pptx
Количество просмотров: 32
Количество скачиваний: 0