Схематическое изображение поперечного профиля насыпи с обустройствами.

Используя все предыдущие расчеты, вычерчивается типовой поперечный профиль насыпи с обустройствами с указанием размеров.

Вопросы №№ 51 – 76

При решениизадач обучающийся должен:

- определить ширину основной площадки земляного полотна;

- определить размеры и форму основной площадки земляного полотна;

- определение глубину выемки;

- определить крутизну уклонов откосов выемки;

- определить площадь поперечного сечения выемки;

- определить количества кавальеров;

-определить площадь и размеры поперечного сечения кавальеров;

- схематически изобразить поперечный профиль выемки с обустройствам

Определение ширины основной площадки земляного полотна.

Ширина основной площадки земляного полотна определяется по Таблице №6.

Определение размеров и формы основной площадки земляного полотна.

Размеры и форма основной площадки земляного полотна определяются так же как и для насыпи (см. рис.1, рис.2, рис.3)

Определение глубины выемки.

Глубина выемки Н выемки определяется разностью отметки земли по оси земляного полотна и проектной отметкой бровки земляного полотна (см. исходные данные Таблица №2).

Определение крутизны уклонов откосов выемки.

Крутизна уклонов выемки для глинистых и песчаных грунтов при глубине выемки до 12 метров 1: 1,5.

5.Определение площади поперечного сечения выемки.

Вычерчивается схематическое изображение поперечного сечения выемки, основываясь на ранее определенных данных.

Пример:

Рис 8

Поперечный профиль кювета

Рис 9

n- заложение откоса кювета 1;1,1 n=0,6*1=0,6м (1.9)

z- заложение откоса 1:1,5 z=1,5*0,6=0,9м (1.10)

k – ширина кювета по дну k=0,4м

а=n+k+z (1.11)

S2 – площадь поперечного сечения кювета, м²

(1.12)

в=с+2а (1.13)

d=Hвыемки*1,5 (1.14)

f=в+2d (1.15)

Определяем S1и S3

Sвыемки=S3+2S2-S1 (1.16)

Определение количества кавальеров.

Количество кавальеров t определяется по таблице№9.

Таблица № 9 – Количество кавальеров.

Поперечный уклон местности	Оптимальное расположение кавальеров.
Положе 1:5	С двух сторон
От 1:5 до 1:3	С низовой стороны
Круче 1:3	По индивидуальному проекту

Определение площади и размеров поперечного сечения кавальеров.

Площадь поперечного сечения кавальера определяется по формуле:

Sкав= , (1.17)

где Р- заданный % грунта, отсыпаемый из выемки в кавальер, см. задание

t –количество кавальеров.

Ширина кавальера поверху определяется:

Вкав = , (1.18)

где h_кав принимается не более 3метров

Поперечный профиль кавальера

Рис 10

Схематическое изображение поперечного профиля выемки с обустройствами

Используя все предыдущие расчеты, вычерчивается типовой поперечный профиль выемки с обустройствами с указанием размеров.

Задачи №№77-86.

При решениизадач обучающийся должен:

- определить глубину канавы h,м;

- определить продольный уклон I дна канавы;

- сравнить расчетную скорость движения воды в канаве с допустимой и сделать вывод необходимы или нет укрепления.

1. Принимается форма канавы трапециедальная, уклон откосов канавы 1:1,5, ширинам канавы по дну а = о,6 м.

Задача решается методом подбора.

Вначале задаются глубиной воды в канаве h (принимается не менее 0,6м) и уклоном i (принимается не менее 0,003)

2.Определение площади живого сечения канавы

w = ah + mh², (1.18)

где a – ширина канавы по дну, м;

h – глубина воды в канаве, м ;

m – коэффициент крутизны уклона откоса m =1,5

3. Определение смоченного периметра сечения канавы

(1.19)

4.Определение гидравлического радиуса

R = w/p (1.20)

Зная значение R и род русла канавы, пользуясь данными таблицы, определяем значение коэффициента С

Таблица 10 – Коэффициент С

Род русла канавы	Гидравлический радиус R, м
0,05	0,10	0,2	0,3	0,4	0,5	1,00
Очень гладкие стенки (цементная штукатурка, строганные доски)	48,7	54,3	60,7	64,3	67,1	69,5	76,9
Гладкие стенки (нестроганые доски, бетон)	41,0	46,2	52,0	55,7	58,4	60,7	67,8
Мощение булыжником, хорошо уплотненные стенки в грунте	23,8	27,3	32,2	35,3	37,8	39,7	46,0
Бутовая кладка, грубое бетонирование	18,6	22,4	26,9	29,9	32,2	34,0	40,0
Земляные стенки в обычном состоянии, заросшее мощение	13,9	17,3	21,3	24,0	26,0	27,8	33,3
Одернованные откосы и мощеное дно	10,9	13,8	17,4	19,9	21,8	23,4	26,6

6.Определение скорости течения воды в канаве

(1.21)

где i - продольный уклон дна канавы.

7.Определение расчетного расхода

Q_расч = wv (1.22)

Необходимо сравнить полученный и заданный в задании расход, разница этих величин не должна превышать 5%, в противном случае необходимо изменить размеры канавы.

8. Сравнение расчетной скорости движения воды в канаве с допустимой. Вывод о необходимости укрепления канавы.

Таблица 11- Допускаемые скорости течения воды, м/с

Грунты	Средняя глубина потока, м
0,4	1,0	2,0	3,0
Для несвязных грунтов
Песок мелкий с примесью среднезернистого	0,05 – 0,25	0,3 – 0,45	0,4 – 0,55	0,45 – 0,6
Песок среднезернистый с примесью крупного	0,35 – 0,5	0,45 – 0,6	0,55 – 0,7	0,6 – 0,75
Песок крупный с примесью гравия	0,5 – 0,65	0,6 – 0,75	0,7 – 0,8	0,75 – 0,9
Гравий мелкий с примесью среднезернистого	0,65 – 0,8	0,75– 0,85	0,8 -1,0	0,9 – 1,1
Галька среднезернистая с песком и гравием	1,1 – 1,25	1,2 – 1,45	1,35– 1,65	1,5 – 1,85
Галька с мелким булыжником и гравием	1,5 – 2,0	1,85 – 2,4	2,1 – 2,75	2,3 – 3,1
Для связных грунтов
Глины1	0,35/0,7	0,4/0,85	0,45/0,95	0,50/1,1
Суглинки1	0,35/0,65	0,4/0,8	0,45/0,9	0,5/1,0

¹ В числителе даны значения для малоплотных грунтов, в знаменателе – для среднеплотных.

Задачи №№ 87-111

По учебнику «Железнодорожный путь» [1] необходимо изучить раздел: «Водоотводные устройства и сооружения».

На основании исходных данных (табл.5) необходимо выбрать расчетную схему дренажа.

Ниже приводятся расчетные схемы дренажей.

1. Выбор схемы дренажа.

Схема одностороннего подкюветного дренажа (рис.11)

Рис 11.

В этом случае расчет относят к вертикали, расположенной на расстоянии 0,25-0,50 м за концами шпал со стороны, противоположной одностороннему дренажу.

Схема двухстороннего подкюветного дренажа (рис.12)

Рис 12.

Схема двухстороннего закюветного дренажа (рис.13)

Рис 13.

Для двусторонних дренажей расчетная ось располагается по оси земляного полотна

Примечание: На рисунках 11.12 и 13 «ГГВ» - уровень грунтовых вод до устройства дренажа; ГП – глубина промерзания земляного полотна.

Расчет глубины дренажа

2.1 Формула для определения глубины дренажа

Глубина траншеи Н несовершенного дренажа определяется по формуле:

H=A +I₀ l + a_кп+ e+ h-y, (1.23)

где А – глубина промерзания балластного слоя и земляного полотна, м ; ( см. задание).

I₀ - уклон кривой депрессии осушаемых грунтов;

для супесей I₀=0,02 – 0,05;

для суглинков – 0,05 – 0,1;

для глины – 0,1 - ,02;

для песчаных грунтов – 0,003 – 0,02;

l – расстояние от стенки дренажной траншеи до расчетного сечения – сечение в котором определяется необходимое понижение уровня грунтовых вод

2.2 Определение l для одностороннего подкюветного дренажа

2.2.1.На однопутном участке

l = l₁ + l₂ , при этом l₁ = С/2 + В (1.24)

где С – ширина основной площадки земляного полотна в зависимости то категории железной дороги, рода грунта и количества путей; м (см. табл. 6).

В – горизонтальная проекция путевого откоса кювета ( при уклоне откоса 1: 1,5 и глубине кювета 0, 6м В = 0,9м).

l₂ – расстояние, равное половине длины шпалы, плюс 0, 25 – 0,5м (см. рис.11).

2.2.2 На двухпутном участке

l = l₁ + Е/2 + l₂ (1.25)

где Е – ширина междупутья, м

2.3 Определение l для двухстороннено подкюветного дренажа.

L = С/2 +B (1.26)

2.4 Определение l для для двухстороннего закюветного дренажа.

L = С/2+ (b_к – b /2) (1.27)

где b_к – ширина кювете поверху

b – ширина дренажной канавы, принимается 0,8 – 1,0м

Рис 14.

a_кп – высота капиллярного поднятия воды над кривой депрессии

( для песчаных грунтов 0,3 – 0,4м;

для супесей и суглинков 0,4 – 0,5м;

для глин 0,6 – 0,8м)

e – величина возможного колебания в разные годы уровня капиллярных вод и глубины промерзания (0,23 – 0,25м).

h – расстояние от верха дренажной трубы до дна дренажа, (0,3 – 0,5м)

2.5 Определение у.

y – расстояние от верха конструкции пути до верха дренажа, м

y=h_кюв.+h_{сл. пр.}+h_{песч. под.}+h_балл.+h_шпалы, где

h_кюв. – глубина кювета, м;

h_{сл. пр} – толщина сливной призмы, м;

h_{песч. под} – толщина песчаной подушки под шпалой, м;

h_балл. – толщина балласта под шпалой, м;

h_шпалы, - толщина шпалы ,м.

При применении деревянных шпал из значения y необходимо вычесть 3 см – расстояние от верхней постели шпалы до балластного слоя.

2.6 Расчет глубины дренажа.

2.7 Схематическое изображение дренажа с указанием всех размеров.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2