WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ xi B hi yi R li Нн i i Ni A Pi Нн 4,5Нн C D Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская ...»

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ

ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ

xi

B

hi yi

R li

Нн

i

i Ni

A Pi

Нн

4,5Нн

C D

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия» (СибАДИ)

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ

ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ

Методические указания к курсовой работе по механике грунтов Омск СибАДИ УДК 624.131 ББК 38.581 Рецензент канд. техн. наук А.Г. Малофеев Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве методических указаний для специальности 270205 Обеспечение устойчивости дорожной насыпи: методические указания к курсовой работе по механике грунтов / сост.: Н.И. Барац, А.С. Ловинецкий, В.Н.

Шестаков. – Омск: СибАДИ, 2010. – 31 с.

Предназначены для использования при выполнении курсовой работы по механике грунтов студентами специальности 270205 – Автомобильные дороги и аэродромы. Составлены в соответствии с действующими нормами проектирования и учебной программой.

Рассматриваются задачи устойчивости дорожной насыпи на прочном и слабом основаниях, достигаемой армированием откосной части и темпом отсыпки.

Табл. 19. Библиогр.: 6 назв.

Учебное издание Составители: Надежда Ивановна Барац, Алексей Станиславович Ловинецкий, Владимир Николаевич Шестаков



ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ

Методические указания к курсовой работе по механике грунтов Редактор Т.И. Калинина Подписано к печати. 06. 2010. Формат 60х90 1/16. Бумага писчая 205Оперативный способ печати. Гарнитура Times New Roman Усл. п.л., уч.- изд.л. Тираж 300 экз. Заказ №. Цена договорная Издательство СибАДИ 644099, г. Омск, ул. П. Некрасова, 10 Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ © ГОУ «СибАДИ», 2010 Оглавление Введение

1. Подготовка исходных данных к курсовой работе

2. Обеспечение общей устойчивости откосной части насыпи (задача 1)

2.1. Проверка общей устойчивости откосной части насыпи...10

2.2. Расчет параметров армирования откосной части насыпи геотекстильным материалом

3. Обеспечение устойчивости основания насыпи (задача 2)........21

3.1. Определение продолжительности завершения интенсивной части осадки насыпи

3.2. Проверка устойчивости слабого основания насыпи..........23 Библиографический список

Приложение 1. Ширина земляного полотна

Приложение 2. Классификация глинистых грунтов.................32 Приложение 3. Значения коэффициента н для определения сжимающих напряжений в основании насыпи по ее оси

Введение

Основной целью работы является подготовка студентов к изучению дисциплины «Проектирование дорог».

В курсовую работу включены некоторые из наиболее важных задач дисциплины «Механика грунтов», позволяющие студентам специальности 270205 – «Автомобильные дороги и аэродромы»

более глубоко усвоить её теоретические положения. В курсовой работе необходимо выполнить проверку устойчивости дорожной насыпи на прочном основании (задача 1) и в случае строительства дороги на слабом основании (задача 2), запроектировать мероприятия по ее обеспечению.

Работа состоит из пояснительной записки, включающей расчётные схемы, оформленной в соответствии с требованиями ГОСТа [7]. Расчетные схемы следует выполнять на миллиметровой бумаге формата А4 с соблюдением масштаба.





После названия каждого раздела работы указан его объем (в процентах от общего объема курсовой работы), который учитывается преподавателем при аттестации студента в контрольные недели.

1. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (5%) Варианты исходных данных приведены в табл. 1.1 – 1.4 и пояснены на рис. 1. Мощность третьего слоя основания следует считать неограниченной. Ширина насыпи b определяется заданной категорией автомобильной дороги (прил. 1).

Рис.1.1. Схема к назначению исходных данных: WL – уровень подземных вод; 1,2 – отметки подошвы слоев основания Таблица 1.1 Варианты отметок геологического разреза основания насыпи (см. рис.1)

–  –  –

Пример 1. Подготовка исходных данных Рис.

1.2. Расчетная схема насыпи и её основания Исходные данные согласно заданию приводим в табл. 1.5 – 1.7.

–  –  –

Вывод. Согласно прил. 2, 3-й слой основания сложен суглинком тугопластичным.

Вычисляем удельный вес грунта насыпи:

н н g 2,00 9,81 19,62 кН/м3.

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБЩЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСНОЙ

ЧАСТИ НАСЫПИ (ЗАДАЧА 1)

2.1. Проверка общей устойчивости откосной части насыпи (20%) Откосы насыпей под влиянием собственного веса стремятся принять более пологое очертание. Как правило, оползающий массив грунта смещается по криволинейной поверхности, которую для практических целей можно принимать за круглоцилиндрическую поверхность скольжения (КЦПС).

Шведским инженером В. Феллениусом разработан метод расчета устойчивости откосов, в основе которого лежит статический расчет устойчивости вертикальных элементов массы грунта, ограниченных сверху поверхностью грунта, а снизу – круглой дугой скольжения [1].

Метод расчета по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения заключается в графическом построении прямых ОА и ОВ (рис. 2.1) при помощи вспомогательных углов 1 и 2 (табл.2.1). Затем от края подошвы насыпи вниз восстанавливается перпендикуляр к поверхности основания длиной hн (отрезок АС).

Из точки С проводится отрезок СD длиной 4,5 hн, параллельный поверхности основания. Считается, что на прямой, проходящей через точки О и D, расположены центры всех возможных КЦПС.

–  –  –

где Pi i hi li a – вес грунтового блока, кН; f tg I – тангенс угла внутреннего трения грунта насыпи по первой группе предельных состояний; i – угол наклона поверхности скольжения к горизонтали в пределах выделенного блока, град; с I – удельное сцепление грунта насыпи по первой группе предельных состояний, кПа; R – радиус образующей поверхности скольжения, м; xi, yi – абсцисса и ордината проекции центра тяжести грунтового блока на поверхность скольжения, м; L R / 180 – длина образующей поверхности скольжения, м; – угол раскрытия дуги, ограничивающей оползающий массив.

Требуемый коэффициент устойчивости К тр определяется по формуле К тр К н n fi / c, (2.2) где К н – коэффициент надежности по назначению сооружения (табл.

2.2); n – коэффициент сочетания нагрузок ( n = 0,9); fi – коэффициент перегрузки ( fi = 1,2); c – коэффициент условий работы ( c = 0,85).

Если откосная часть насыпи не устойчива, то принимаются меры по обеспечению устойчивости, например, уполаживание откосов или армирование откосной части геотекстильным материалом.

–  –  –

Пример 2.1.

Проверка общей устойчивости откосной части насыпи.

Исходные данные принимаем из примера 1. В соответствии с рис.

2.1 и табл. 2.1 откладываем углы 1 = 28 и 2 = 37, затем выстраиваем прямые ОА и ОВ. От края подошвы насыпи откладываем перпендикуляр к поверхности основания длиной hн = 6,8 м (отрезок АС). Из точки С проводим отрезок СD длиной 4,5 6,8 = 30,6 м, параллельный поверхности основания. Через точки О и D проводим прямую. Положение центра наиболее опасной кривой определяем последовательным расчетом для нескольких точек на прямой ОD, откладываемых вверх с шагом, равным 0,25 6,8 = 1,7 м от точки О.

Точка, для которой значение фактического коэффициента устойчивости К ф имеет минимальное значение и будет центром наиболее опасной КЦПС. Значения, R, xi, yi, li и hi находим графическим путем, для чего выстраиваем расчетную схему в соответствии с рис. 2.1 на миллиметровой бумаге с соблюдением масштаба.

Требуемый коэффициент устойчивости определяем по формуле (2.2):

К тр 1,15 0,9 1,2 / 0,85 1,46.

Далее в табличной форме (табл. 2.3 – 2.6) находим моменты сдвигающих и удерживающих сил при различных радиусах КЦПС и фактический коэффициент устойчивости откоса К ф по формуле (2.1).

При R = 10,2 м (центр кривой совпадает с точкой О) длина дуги 3,14 10,2 90 КЦПС L 16,02 м.

Таблица 2.3 Определение моментов сдвигающих и удерживающих сил при R = 10,2 м

–  –  –

К ф (3984,69 tg16 12,2 12,4 12,12) / 2631,69 1,13.

Рис. 2.4. Схема к проверке устойчивости откосной части насыпи при R = 11,4 м Рис. 2.5. Схема к проверке устойчивости откосной части насыпи при R = 12,4 м Вывод. Так как К ф = 1,13 К тр = 1,46, откосная часть насыпи не устойчива.

Наименьший коэффициент устойчивости откосной части насыпи получен при радиусе R = 11,4 м. Эта КЦПС соответственно считается наиболее опасной. Так как устойчивость откосной части насыпи не обеспечена, принимается решение об армировании откосной части насыпи.

–  –  –

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОСНОВАНИЯ

НАСЫПИ (ЗАДАЧА 2) К насыпи, возводимой на слабых грунтах в основании, предъявляются следующие требования:

- интенсивная часть осадки должна завершиться до устройства покрытия (обеспечена стабильность);

- должна быть исключена возможность выдавливания слабого грунта из-под насыпи в процессе ее возведения и эксплуатации (обеспечена устойчивость основания).

3.1. Определение продолжительности завершенияинтенсивной части осадки насыпи (10 %)

На насыпях, в основании которых оставлены слабые грунты, капитальные покрытия можно устраивать после завершения не менее 90 % расчетной осадки. Для устройства облегченных покрытий требуется достижение не менее 80 % конечной осадки.

При мощности слоя слабого грунта H bср (где bср – ширина насыпи по средней линии, т.е. на высоте hн / 2 от поверхности основания) прогноз длительности осадки может быть осуществлен по схеме одномерного сжатия.

Время достижения заданной величины относительной осадки насыпи допускается определять упрощенным способом (в условиях неполного объема испытаний слабого грунта) по формуле Tp KU H ф / Сh, (3.1) где KU – коэффициент, величина которого зависит от величины относительной осадки U ( Si / S к ) 100% (табл. 3.1); Si – величина осадки на какой-либо момент времени, м; Sк – конечная осадка насыпи, м; H ф – расчетный путь фильтрации воды, отжимаемой из слоя, принимаемый равным мощности слоя слабого грунта, см; Сh – коэффициент консолидации, определяемый путем консолидационных испытаний (в данной работе принимается Сh = 610–2 см2/мин).

Таблица 3.1 Значения коэффициента K U U, 20 30 40 50 60 70 80 85 90 95 % 0,03 0,07 0,12 0,20 0,29 0,40 0,57 0,69 0,85 1,13 KU Так как время достижения заданной величины относительной осадки, рассчитанное по формуле (3.

1), получается в минутах, для перевода его в сутки необходимо делить результат на 1440.

Мероприятия по ускорению осадки насыпи на слабом основании рассматриваются в курсе дисциплины «Технология и организация строительства транспортных сооружений».

Пример 3.1.

Определение продолжительности завершения интенсивной части осадки насыпи

–  –  –

Вывод. Капитальное покрытие на данной насыпи можно устраивать не ранее, чем через 476 суток после отсыпки.

Устройство облегченного покрытия возможно через 319 суток со времени отсыпки насыпи.

3.2. Проверка устойчивости слабого основания насыпи (30 %) Деформации чаще всего происходят в период строительства или вскоре после возведения насыпи.

Насыпи, возводимые на слабых основаниях, могут значительно проседать из-за уплотнения грунта основания и выжимания его в стороны из-под насыпи.

В задачу проверки устойчивости основания входят выявление возможности и степени опасности бокового выдавливания грунта изпод подошвы насыпи. На основе результатов расчета устойчивости должен быть сделан вывод о возможности использования слабого основания, либо о необходимости выполнения конструктивнотехнологических мероприятий по повышению устойчивости основания. Конструктивные мероприятия по повышению устойчивости основания рассматриваются в курсе дисциплины «Изыскания и проектирование автомобильных дорог в сложных природных условиях».

В качестве критерия обеспеченности устойчивости слабого основания принимается отсутствие областей разрушения, т.е.

областей, где сопротивление грунта сдвигу ниже величины опасных касательных напряжений.

Устойчивость основания обеспечивается при величине коэффициента безопасности p К б б 1, (3.2) pр где pб – безопасная нагрузка, отвечающая условию устойчивости, кПа; p р – расчетная (проектная) нагрузка, кПа.

Величины pб и p р зависят не только от параметров возводимой насыпи и свойств слабых грунтов в их природном залегании, но и от режима возведения насыпи.

В связи с этим величина К б может устанавливаться применительно к условиям:

н

- быстрой (условно мгновенной) отсыпки насыпи К б ;

- медленной (в соответствии со скоростью уплотнения и к упрочнения слабой толщи) отсыпки насыпи К б.

При трапецеидальном очертании насыпи эпюру расчетной нагрузки на основание следует принимать в виде равнобочной трапеции.

При этом величина максимальных напряжений на поверхности основания определяется по формулам [6]:

при расчете на быструю отсыпку p н н (h р S к ) ; (3.3) р при расчете на медленную отсыпку p к н (h р z г.в ) н ( S к zWL ), в (3.4) р где н – удельный вес грунта насыпи, кН/м3; h р – расчетная высота в насыпи, м; н – удельный вес грунта насыпи ниже уровня подземных вод, кН/м3; zWL – расстояние от поверхности основания до расчетного уровня подземных вод, м; S к – конечная осадка основания насыпи, м.

Если при расчете на медленную отсыпку S к z г.в, то расчетная нагрузка определяется по формуле (3.3).

Расчет величины конечной осадки насыпи S к выполняется методом послойного суммирования. Принимается, что на осадку насыпи влияет лишь толща грунтов определенной мощности hсж, называемая сжимаемой толщей. Практически считается, что нижняя граница сжимаемой толщи (НГСТ) находится на глубине, где дополнительные напряжения от веса насыпи составляют 20 % от природного давления.

Сжимаемую толщу hсж делят на слои толщиной hi 0,4В. При делении сжимаемой толщи границы слоев необходимо совмещать с границами естественных слоев грунта, так как их модули деформации чаще всего различны.

Для горизонтальных площадок, лежащих на оси насыпи, вычисляют нормальные сжимающие напряжения от веса насыпи z и от веса грунта основания (природное давление) пр.

Напряжение от давления, создаваемого насыпью в центре её подошвы на глубине z, вычисляют по формуле [3] z н рн, (3.5) где н – коэффициент, учитывающий изменение напряжений по глубине z, принимаемый по прил. 3 в зависимости от m z z / B и b

–  –  –

Рис. 3.1. Расчетная схема определения конечной осадки насыпи по ее оси методом послойного суммирования (III слой – водонепроницаемый) n z a / B ; а – длина горизонтальной проекции откоса, м; pн н H н – нормальное напряжение по подошве насыпи, кПа.

–  –  –

1. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов. – М.: Высшая школа, 1986. – 239 с.

2. Костерин Э.В. Основания и фундаменты. – М.: Высшая школа, 1990. – 431 с.

3. ВСН 49-86. Указания по повышению несущей способности земляного полотна и дорожных одежд с применением синтетических материалов. – М.: Транспорт, 1988. – 64 с.

4. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Госстрой России, 1996. – 18 с.

5. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

– 56 с.

6. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах распоряжение Минтранса России NOC – 1067 р от 3.12.2003 г.

Приложение 1 Ширина земляного полотна b (извлечение из СНиП 2.05.02-85 [5])

–  –  –

1,6 0,374 0,437 0,493 0,542 0,587 0,623 0,654 0,683 0,708 0,731 0,749 0,816 0,957 0,882 1,8 0,337 0,395 0,447 0,496 0,539 0,578 0,610 0,640 0,666 0,689 0,710 0,785 0,831 0,861 2,0 0,306 0,362 0,412 0,458 0,500 0,536 0,571 0,601 0,628 0,653 0,674 0,755 0,808 0,840 3,0 0,208 0,249 0,286 0,323 0,358 0,390 0,420 0,450 0,477 0,504 0,526 0,623 0,691 0,740 4,0 0,158 0,188 0,218 0,247 0,276 0,303 0,330 0,335 0,379 0,403 0,424 0,521 0,594 0,652 5,0 0,127 0,153 0,176 0,200 0,224 0,246 0,270 0,291 0,312 0,333 0,352 0,443 0,518 0,578 6,0 0,106 0,127 0,147 0,167 0,187 0,207 0,226 0,246 0,265 0,283 0,301 0,383 0,454 0,514 7,0 0,091 0,108 0,126 0,144 0,161 0,179 0,196 0,212 0,229 0,245 0,262 0,336 0,403 0,460 8,0 0,079 0,095 0,111 0,126 0,142 0,156 0,172 0,187 0,202 0,217 0,231 0,300 0,362 0,418 9,0 0,071 0,085 0,098 0,113 0,126 0,140 0,153 0,167 0,181 0,193 0,207 0,270 0,328 0,380 10,0 0,064 0,076 0,089 0,102 0,115 0,126 0,139 0,151 0,163 0,176 0,186 0,246 0,299 0,349

Похожие работы:

«БИОГРАФИКА УДК 821.161.1“18” ТРУД И ЗАБВЕНИЕ: ПАМЯТНЫЕ СТРАНИЦЫ ЖИЗНИ И ТВОРЧЕСТВА ЛИТЕРАТОРА А.И. ПАЛЬМА Д.С. Щукин НИИ гуманитарных наук при Правительстве Республики Мордовия e-mail: dmschukin2014@yandex.ru Александр Иванович Пальм – ныне известный, пожалуй, лишь узкому кругу специалистов-литературоведов писатель второй половины...»

«Учреждение образования ’’Полесский государственный университет (название высшего учебного заведения) образования ((^Й^^^"^^Щ^е^йарственный университет4 ^учебного заведения) К.К. Шебеко (то (И.О.Фамилия) ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ по дисциплине д...»

«ЛЕТНИЕ КАНИКУЛЫ В МАЛАЙЗИИ 2015 28.06.15 – 26.07.15 ПРОГРАММА В СТИЛЕ РЕАЛИТИ-ШОУ Программа EMBASSY ENGLISH рассчитана на месяц и построена в стиле реалити-шоу. Помимо процесса обучения английскому язык...»

«УТВЕРЖДЕНО Приказом генерального директора ОАО "Санкт-Петербургский центр доступного жилья" от "16" октября 2015 № 2015-10/08 ПОЛОЖЕНИЕ о предварительном распределении квартир в рамках целевой программы Санкт-Петербурга "Молодежи – доступное жилье" (ПЛ-ОАУД-15-01/П) г. Санкт-Петербург 2015г. ОАО "Санкт-Петербургский центр дос...»

«МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ ПРОМИСЛОВОГО ОБЛАДНАННЯ _ УДК 629.735.33.001.2 Таврин В.А. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЙ И РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ НА ВЫСОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДПЛА МОНИТОРИНГА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛ...»

«Вступление Спасибо, что выбрали GPS-навигатор Treelogic TL-501 4Gb. Он относится к новому поколению в семействе навигационных устройств, поддерживающих не только GPS-навигацию, но и воспроизведен...»

«Календарь отчетности НКО на 2017 год Календарь отчетности НКО на 2017 год Представление отчетности в контролирующие органы, является неотъемлемой частью деятельности всех Некоммерческих организации. Несмотря на то, что вопрос о сроках и порядке под...»

«ЦЕНТРОСПАС ЮГОРИЯ № 9 (60), октябрь, 2016 г.ОФИЦИАЛЬНОЕ ИЗДАНИЕ КАЗЕННОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ХМАО-ЮГРЫ "ЦЕНТРОСПАС-ЮГОРИЯ". ИЗДАЕТСЯ С ОКТЯБРЯ 2008 г. Аллея в память о пожарных и спасателях, погибших исполняя свой служебный долг, появилась на территории учреждения "Центроспас-Югория". Рябина, сирень, клен...»








 
2017 www.net.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.