Материал: metodicheskie_ukazaniya_po_proektirovaniyu_zemlyanogo_polotna_na_slabykh

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 3. Зависимость влажности и модуля осадки от нагрузки для второго слоя (ил)

В данном случае расчетные слои предопределены прежде всего геологическим строением толщи. Однако и в пределах однородного слоя может возникнуть необходимость выделить слои, однородные с точки зрения напряженного состояния.

Проверим, есть ли необходимость делить слой торфа на несколько слоев, отличающихся по величине вертикальных нормальных напряжений. С этой целью найдем по соответствующим данным приложения 8 значение относительной величины напряжения на нижней грани слоя торфа.

При ширине насыпи поверху 12 м, высоте 4 м и откосах 1:1,5, а = 1,5 × 4 м = 6 м и

.

Для низа слоя торфа

.

При

и U = 0,67 для оси симметрии W = 0 по данным приложения 8 находим:

Возьмем три различные нагрузки: соответствующую половине нагрузки от насыпи заданной высоты, полную и в два раза большую. Нагрузка от насыпи заданной высоты (4 м) составит:

176

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

р0 = 4 м × 2 т/м3 = 8 т/м2 = 0,8 кг/см2.

Соответственно в два раза меньшая и в два раза большая нагрузки будут равны 0,4 кг/см2 и 1,6 кг/см2.

Если на поверхности слоя торфа приложить нагрузку 0,4 кг/ см2, на нижней грани слоя по оси симметрии вертикальные нормальные напряжения составят:

pz = 0,97 × 0,4 кг/см2 = 0,39 кг/см2;

при р0 = 0,8 кг/см2 pzн = 0,78 кг/см2 и при р0 = 1,6 кг/см2 pzн = 1,55 кг/см2.

По расчетной компрессионной кривой вида ep = f(p) слоя торфа находим ер (см. рис. 2):

Отсюда видно, что модули осадки для поверхностных и нижних частей слоя торфа в принятом диапазоне нагрузок практически не меняются, различие - менее 10 %, т.е. слой можно не разделять на отдельные слои.

Аналогично для слоя ила:

177

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

для верхней грани слоя

;

для нижней грани

;

при

; U = 1,0 и W = 0; по данным приложения 8 находим

При нагрузке на поверхности р0 = 0,4 кг/см2 вертикальные нормальные напряжения в нижнем слое составят:

на верхней грани pzв = 0,97 × 0,4 кг/см2 = 0,39 кг/см2;

на нижней грани рzн = 0,91 × 0,4 кг/см2 = 0,36 кг/см2.

Аналогично при р0 = 0,8 кг/см2 pzв = 0,78 кг/см2; рzн = 0,73 кг/

см2;

при р0 = 1,6 кг/см2 pzв = 1,56 кг/см2; рzн = 1,46 кг/см2.

По расчетной компрессионной кривой вида ерz = f(p) для данного слоя (см. рис. 3) находим:

178

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Поскольку нагрузка от веса насыпи будет не менее р0 = 0,8 кг/ см2, различие в модулях осадки для верха и низа слоя не превысит 8 %, т.е. нижний слой также может считаться однородным по деформируемости с учетом напряженного состояния.

Определим теперь осадку верхнего S1, нижнего S2 слоя и общую

осадку Sобщ при принятых выше трех нагрузках: 0,4; 0,8 и 1,6 кг/

см2.

При нагрузке 0,4 кг/см2:

S1 = ерz × H1 = 295 мм/м × 4 м = 1180 мм = 118 см,

S2 = ерz × H2 = 28 мм/м ´ 2 = 56 мм = 5,6 см,

Sобщ = S1 + S2 = 123,6 см » 124 см.

При нагрузке 0,8 кг/см2:

S1 = 447 мм/м × 4 = 1788 мм = 178,8 см,

S2 = 65 мм/м × 2 = 130 мм = 13,0 см

Sобщ = 191,8 см @ 192 см

179

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

При нагрузке 1,6 кг/см2:

S1 = 544 мм/м ´ 4 = 2176 мм = 217,6 см,

S2 = 125 мм/м ´ 2 = 250 мм = 25,0 см

Sобщ = 242,6 см » 243 см

Полученные значения S1, S2 и Sобщ наносим на сетку координат (рис. 4) и через точки проводим кривые:

S1 = f(p0); S2 = f(p0) и Sобщ = f(p0).

Sрасч = 2,10 м

p0 = 1,0 кг/см2

Рис. 4. Расчет осадки графоаналитическим методом

На ту же сетку координат необходимо нанести линию, выражающую зависимость нагрузки на основание от величины осадки.

Поскольку в данном случае уровень грунтовых вод совпадает с поверхностью земли, зависимость р0 = f(S) выражается формулой

(17):

180