(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
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