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 W_l=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.