Расчет необходимой плотности грунта насыпи

Первая расчетная точка 0’ находится на расстоянии 0,7 м от основной площадки насыпи, сложенной пылеватой супесью (рис.1.4).

Для точки 0’: (на основной площадке)

σ_γ-о = 0;

σ_а-о = Р_вс = 30,4 кПа;

σ_о-о = Р_вс + Р_о = 15,40 + 80 = 95,40 кПа.

Из графика компрессионной кривой:

е_ан-о = 0,759 е_он-о = 0,720

е_ар-о = 0,655 е_ор-о = 0,643

∆σ_а-о = 0,104, ∆σ_о-о = 0,077.

К_о=1,6;

е_о-о = 0,759 – 1,6(0,104 – 0,077) = 0,716;

ρ_d-о = 2,69/(1 + 0,716) = 1,568 т/м³;

γ_о =1,568(1 + 0,160)9,808 = 17,840 кН/ м^3.

Для точки n: (в подошве насыпи)

γ^|_n = 17,840 + 0,05*13,570 = 18,519 кН/м³;

σ_γ-n = (17,840 + 18,519) 13,570/2 = 246,696 кПа;

σ_вс-n = 0,2*30,4 = 6,080 кПа;

σ_р-n = 0,2*80 = 16 кПа;

К_n = 1,1;

σ_а-n = 6,080 + 246,696 = 252,776 кПа;

σ_о-n = 252,776 + 16 = 268,776 кПа.

Из графика компрессионной кривой:

е_ан-n = 0,652 е_он-n = 0,645

е_ар-n = 0,624 е_ор-n = 0,622

∆е_а-n = 0,028, ∆е_о-n = 0,023.

е_о-n = 0,652 – 1,1(0,028 – 0,0 23) = 0,647; 0,716

ρ_d-n = 2,69/(1 + 0,647) = 1,633 т/м³;

γ_n = 1,633(1 + 0,16)9,808 = 18,582 кН/м³.

Проверка:

|18,582 – 18,519 | = – 0,063, следовательно проверка не выполняется, поэтому в дальнейший расчет принимаем γ_n = 18,582 кН/м³.

ρ_d-ср = 1,601 т/м³, γ_ср = 18,211 кН/м³, е_о-ср = 0,682.

Проктирование поперечного профиля насыпи с обеспечением устойчивости откосов

Потеря устойчивости грунтовых массивов представляется в виде смещения их откосов под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта.

1.4.1 Цель и методика расчёта

Цель расчёта – оценить сопротивление сдвигу низового откоса насыпи и по величине этого сопротивления назначить оптимальную крутизну откосов и размеры бермы.

Расчет ведется графоаналитическим методом в предположении круглоцилиндрической поверхности возможного смещения с использованием формулы К. Терцаги и с учётом подтопления насыпи.

(1.12)

где К_ст – коэффициент устойчивости при статическом состоянии грунта в теле насыпи; и – соответственно сумма моментов сил, удерживающих откос от смещения и сдвигающих его (моменты сил определяются относительно центра вращения круглого цилиндра); n – суммарное количество отсеков блока смещения; m - количество отсеков блока смещения, в которых действуют удерживающие касательные составляющие силы веса; C_i и f_i – соответственно удельное сцепление (кПа) и коэффициент внутреннего трения грунта в основании i-го отсека длиной l_i; N_i и T_i – нормальная и касательная к основанию i-го отсека составляющие силы его веса, кН; D₀ – гидродинамическая сила, возникающая при вытекании воды из насыпи и действующая в центре тяжести водонасыщенной части блока смещения, кН.

Сопротивление грунта сдвигу оценивается коэффициентом устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта K_дин, который должен быть не менее допускаемого значения , регламентируемого требованиями СТН-Ц-01-95 /1/.

, (1.13)

где a_д - коэффициент динамики, назначаемый по таблице 1.6 /1/ в зависимости от высоты насыпи и вида грунта, при h = 14,27 м, P₀= 72,56 кПа, равный 1,07; η_n – коэффициент ответственности сооружения, для линий IV категории, принимаемый равным 1,10; η_f – коэффициент сочетания нагрузок, для обычного сочетания равный 1; η_{c -} коэффициент условий работы, при использовании упрощенных методов расчета равный 0,95.

Рассчитаем значение нормативного [K]:

.