Материал: 2284

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

(компрессионного) сжатия не только для прогноза конечной осадки, но и для прогноза осадки во времени.

При ориентировочных прогнозах на стадии технического проекта (данные консолидационных испытаний отсутствуют) ход осадки торфяных оснований во времени определяют с учетом следующих положений.

Величина осадки на момент времени

может быть установлена по

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формуле

 

 

 

 

 

Sτ = S0 μ ,

 

 

(2.16)

где S0 – конечная осадка,

определяемая

согласно

рекомендациям;

μ – коэфф ц ент степени консолидации, при достижении которого

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно укладывать дорожную одежду.

 

 

 

 

 

 

S0 Sдоп

4

 

L,

 

 

 

μ

 

S0

1

x

 

(2.17)

здесь Sдоп – допуст мая величина деформации в зависимости от типа

бА

 

 

покрыт я: для цементо етонных покрытий Sдоп = 2 см; для асфальтобе-

тонных – 4 см; для усовершенствованных облегченных – 6 см и для пе-

реходных – 10 см; L – параметр, определяемый по графику на рис. 2.2 в

зависимости от показателя F .

 

π2 K

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(2.18)

 

0,01а(BH HT )2

 

где – коэффициент уплотнения торфа, см2/Н, принимаемый по графи-

кам на рис. 2.3 в зависимости от коэффициента пористости торфа ε0 и

 

 

 

 

 

 

Д

 

расчетной нагрузки p; Вн – ширина насыпи понизу, см; НТ – мощность

торфяной залежи (глубина болота), КФср – средний коэффициент гори-

зонтальной фильтрации в интервале давлений от 0 до p , см/с:

 

 

KФср KФ0

KФР ,

 

 

(2.19)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

где КФ0 – коэффициент фильтрации торфа при p = 0, для ориентировоч-

ных расчетов КФ0 1 10 4 см/с;

 

КФР

– коэффициент фильтрации торфа

при расчетной нагрузке.

 

 

 

 

КФ0

 

 

 

И

 

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0,01p)m ,

 

 

ФР

 

 

 

 

(2.20)

где m – показатель, характеризующий степень снижения коэффициента фильтрации при увеличении давления; величина показателя m определяется по графику на рис. 2.3 и 2.4.

41

Для более точного прогноза хода осадки (при рабочем проектировании) целесообразно время достижения реальным слоем заданной осанки определять по формуле

Tλp aλp

bλp HФ2 ,

 

 

 

 

(2.21)

где Tλp – время достижения заданной осадки λ под нагрузкой p;

aλp и

С

 

 

 

 

 

 

 

 

bλp – консолидационные параметры, значения которых зависят от вели-

чины λ и р и определяются на основании данных консолидационных

испытан й образцов торфа ненарушенной структуры [8]; НФ – расчет-

ный путь ф льтрац воды, отжимаемой из слоя торфа.

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

Д

 

Рис. 2.2. График для определения параметра L

 

 

 

 

 

0

20 40

60 р, кПа

 

2

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-8

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. График для определе-

Рис. 2.4. График для опреде-

 

ния коэффициента уплотнения

 

 

 

ления показателя m

 

42

2.4. Расчет колебаний земляного полотна

Оценку прочности на динамическое воздействие транспортной нагрузки проводят с целью проверки допустимости колебаний земляного

полотна по условиям вибрационной прочноcти, если толщина насыпно-

го слоя, рассчитанного статическим методом, менее величин, указанных

С

 

 

в табл. 1.5. В качестве критерия вибрационной прочности покрытия

принято ограничение ускорений колебаний, возникающих в системе

"одежда-насыпь-торф” при движении автомобиля:

 

тия

афакт адоп,

(2.22)

афакт = А ω2,

(2.23)

где

афакт

– ускорен е колебаний проектируемой

насыпи, мм/с2;

адоп – предельно допустимое ускорение колебаний насыпи на торфе, мм/с2, устанавл ваемое по графику на рис. 2.5 для разных типов покры-

Нб – глубина болота; Е0 – модуль упругости грунта насыпи; ЕT – модуль упругости торфа, определяемый по номограмме на рис. 2.7.

 

с учетом частоты со ственных колебаний насыпи ω.

 

 

Ускорен е коле ан й проектируемой насыпи определяют по формуле

где

А – ампл туда коле аний, мм; ω – круговая частота собственных

колебан й насыпи, с 1 .

 

 

 

 

 

При определении частот коле аний насыпей рекомендуется пользо-

ваться номограммой (рис. 2.6), на которой обозначено:

 

 

 

б

 

 

H – общая толщина насыпного слоя:

 

 

 

 

 

 

H h S

0

h

h' ,

(2.24)

 

 

H

од

ГР

 

где

 

– толщина насыпи из минерального грунта под дорожной одеж-

hГР

дой; НТ – мощностьАторфяной залежи болота; для плавающей насыпи

НТ = Нб – S0; для насыпи с торфом в нижней части НТ

= Нб – hВОЗ, где

 

 

Д

Амплитуда колебаний насыпи на торфе при воздействии на дорожную конструкцию транспортной нагрузки (расчетный автомобиль Н-Р)

определяется по формуле

 

 

A l Kдин 1

p

KK Kдин 1 ,

(2.25)

E

 

 

 

 

T

 

 

где l – статический прогиб торфяного основанияИ, вызываемый нагруз-

кой от расчетного автомобили Н-Р; p и

Д – удельная нагрузка к диа-

метру площадки, равновеликой отпечатку колеса

автомобиля Н-Р

(p=600 кПа, Д = 0,39 м); KK – комплексный коэффициент, учитывающий конечные размеры слоя торфа и распределяющую способность насыпи; Кдин – динамический коэффициент, характеризующий увеличение прогиба за счет эффекта подвижности нагрузки.

43

Коэффициент KK определяется по графику (рис. 2.8) в зависимости

от отношений HT

Д

и hв

Д , где hв – толщина однородного слоя грунта,

эквивалентного по распределению напряжений многослойной системы

"дорожная одежда-насыпь".

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Толщина слоя hв определяется по формуле

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

'

 

EСР

 

,

(2.26)

hВ hH S0 hод Н

ЭКВ hГР Н

ЭКВ hГР hод 3

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

где ECP – средн й модуль упругости дорожной одежды, определяемый

по номограмме ОДН 218.046–01 [9].

 

 

 

 

 

 

 

 

материале

 

 

определяется

по

графику

Д нам ческ й

коэффициент Кдин

 

(рис. 2.9) в зав с мости от коэффициента демпфирования колебаний

DK , характер зующего спосо ность системы "насыпь-торф" необрати-

мость поглощать энерг ю коле

вследствие внутреннего трения в

колебаний

 

 

 

 

 

 

 

 

внешн х сопротивлений, обусловливающих затухание ко-

лебаний сн жен е амплитуды

8,6 .

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK

 

 

 

 

 

 

 

(2.27)

 

 

 

 

ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

Обычно оценку прочности на динамическое воздействие транспорта

проводят в том случае, когда толщина насыпного слоя Н = hН + S0 < 3 м,

(см. табл. 1.5) с учетом глу ины

олота и типа покрытия.

 

 

 

 

 

Примеры расчета устойчивости и осадок земляного

полотна на

 

 

 

 

Д

 

торфяном основании приведены в прил. 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

44

С

 

и

 

б

А

 

Д

Рис2.5. Предельно допустимыеколебания зем-

И

Рис 2.6. Номограмма для определения частот собственных

ляного полотнадля разныхтиповпокрытий:

колебаний насыпей на торфяном основании

I – усовершенствованныекапитальныепокрытия;II – усовершенствованныеоблегченные; III – переходные

45