Расчет устойчивости насыпи из глинистых грунтов

Расчет общей устойчивости насыпи из глинистых грунтов

 

Применительно к схемам рис.3 и рис.4 (в зависимости от варианта задания) для полной высоты насыпи последовательно определяются

- координата подошвы насыпи :

(схема 1),

(схема 2);

- угол наклона хорды AC

;

- длина хорды АС и половина длины хорды

;

- радиус кривой скольжения из условия невхождения ее в более прочное основание при максимальной крутизне вблизи точки С:

.

При этом координаты центра кривой скольжения будут равны

;

Разбивка выделенного блока, ограниченного кривой скольжения, на отсеки осуществляется по условию однородности площадки или откоса на поверхности и непревышения ширины каждого блока 4-5м по условию обеспечения необходимой точности расчета. Общим для всех случаев является выделение блоков шириной b1=2,7м с расчетом эквивалентной нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути, а также блока 2 шириной с незагруженной поверхностью . Ширина блоков назначается кратной величине mH (схема 1) или и (схема 2).

После разбивки оползнеопасного блока на отсеки последовательно определяются :

- координаты границ отсеков и ;

- координаты середины отсеков и .

В дальнейшем расчет общей устойчивости насыпи выполняется последовательно применительно к табл. 3, в которой приведен пример определения общей устойчивости насыпи, сложенной глинистым грунтом с влажностью на границе текучести Wl=0,50.

 

Рис. 3. Схема 1 к расчету устойчивости насыпи

 

 

 

Рис. 4. Схема 2 к расчету устойчивости насыпи

 

 

Пример расчета дан применительно к схеме 1 при следующих исходных данных:

- высота насыпи H=10 м,

- толщина слоя наклоненных балластных материалов м,

- показатель крутизны откоса m=1,8,

- ширина основной площадки В=6,5,

- величина эквивалентной нагрузки м,

- объемный вес грунта насыпи т/м3.

Зависимости величины сцепления C(h) и коэффициента трения приняты из примера раздела 2. При этом значение С(h) для первого отсека принимается без учета временной нагрузки:

 

Для приведенного в табл. 2 примера предварительно определены:

- координаты подошвы откоса и входа кривой

м,

, ;

- угол наклона хорды кривой скольжения

;

- длина полухорды кривой скольжения

м;

- радиус кривой скольжения

м;

- координаты центра кривой скольжения

м ; м.

 

Схема проведения и пример расчета общей устойчивости приведены в табл. 3.

Таблица 3

№№ Показатели Порядок определения №№ отсеков
  Номер отсеков назначаются
Ширина отсека bi , м   2,7 1,9 4,5 4,5 4,5 4,5
Ордината середины отсека Xi, м 1,35 3,65 6,85 11,35 15,85 20,35
Угол кривой скольжения 39,5 34,5 28,1 19,68 11,66 3,86
Абсцисса поверхности откоса в середине отсека Yn , м 12,5 10,0 8,75 6,25 3,75 1,25
Абсцисса кривой скольжения 7,63 5,90 3,95 1,95 0,67 0,08
Высота отсека hi, м 4,87 4,10 4,80 4,30 3,08 1,17
Вес отсека Q, м 26,3 15,6 43,2 38,7 27,5 10,5
Сдвигающая сила , т 16,7 8,8 20,4 13,0 5,6 0,7
Сцепление С(h), т/м2 0,83 1,42 1,62 1,492 1,070 0,486
Удерживающая сила сцепление, т 2,9 3,3 8,5 7,1 4,9 2,2
Коэффициент трения 0,26 0,25 0,26 0,260 0,252 0,241
Удерживающая сила трения, т 5,3 3,3 10,0 9,5 6,8 2,5

 

По данным расчета определяются :

- показатель устойчивости К1 для нормализованных условий, когда климатические параметры ( в основном температура летнего периода, количество и интенсивность осадков) не превышают расчетных значений, определенных по СниП 23-01-99 «Строительная климатология» или обработкой данных региональных метеостанцией:

;

- показатель устойчивости К2 для экстремальных ситуаций, когда количество или интенсивность осадков превышают нормированные для данного региона значения и возможно водонасыщение сплывоопасного массива водой через систему усадочных трещин:

,

где - объемный вес воды;

- максимальное значение глубины отсека по данным расчета.

Для приведенного примера значения К1 и К2 будут равны

; .

Значения К1 и К2 используются при определении мероприятий по усилению насыпи.