Материал: Проектирование индивидуальной конструкции ЗП на болоте

16

eg − коэффициент условий работы, при использовании методов расчета, удовлетворяющих условиям равновесия eg 1,00.

На рисунке 2 показаны данные для расчета в программе GEO5.

Рисунок 2 – Результаты расчета коэффициента устойчивости откосов в GEO 5 Результаты расчета приведены в приложении В.

Коэффициент запаса равен k=1,15>[k].

По результатам расчета в программном комплексе GEO5, принятая конструкция земляного полотна (с откосами 1:2), удовлетворяет условию устойчивости.

6. Расчет срока консолидации слабого основания

Основное назначение вертикальных дрен - ускорение процесса уплотнения сильно сжимаемого грунта основания под воздействием нагрузки от веса насыпи за счет сокращения пути и улучшения условий фильтрации. Ускорение уплотнения одновременно обеспечивает и ускорение роста сопротивляемости грунта основания сдвигу. Кроме того, наличие вертикальных дрен само по себе несколько повышает несущую способность основания, а также снижает величину упругих деформаций.

Дрены устраивают диаметром от 20 до 60 см, располагая их в плане в шахматном порядке или по углам сетки квадратов. Расстояние между дренами колеблется в пределах 1,8 - 3,5 м. Предварительно назначенное расстояние

17

уточняется путем расчета на основе испытания грунта основания на компрессию и консолидацию.

Степень консолидации с вертикальными дренами Uобщ, %, на некоторый момент времени определяется по формуле:

В нашем случае конечная осадка слоя торфа S=2,75 м (осадкой суглинка пренебрегаем). Фильтрационная осадка – 2,53 м, следовательно, вторичная осадка торфа – 0,22 м. Время необходимое для завершения фильтрационной консолидации 112 месяцев. Таким образом, в период строительства (17 месяцев) происходит только фильтрационная консолидация.

Определим степень фильтрационной консолидации торфа за срок строительства равный 17 месяцам.

ф

По таблице 4.3, приведенной в [7] устанавливаем, что найденной величине N соответствует степень консолидации U=46,5 %. За период строительства будет реализовано только 0,465 ∙ 2,53= 1,18 м. На период эксплуатации придется 1,35 м. С учетом вторичной осадки общая деформация слоя торфа составит 0,22+1,35 = 1,57 м, при допустимой нормативной осадке 0,6 м. Следовательно, следует предусмотреть мероприятия по ускорению осадки.

Для выполнения норм проектирования, предусмотрим в конструкции насыпи сваи-дрены.

По заданию степень консолидации торфа – 92%.

Фактор времени при горизонтальной фильтрации определяется по формуле:

где Yг − коэффициент консолидации в горизонтальном направлении, см2/час;

h− период строительства, ч;

18

h− период строительства, ч;

ф − путь фильтрации, см.

Примем диаметр дрены 0,4 м, а расстояние между дренами – 3 м. Определяем

С помощью графиков консолидации при вертикальной и горизонтальной фильтрации определяем степень консолидации основания в обоих направлениях:

8г 93%, 8в 22%

8т 100 E 0,01 ∙ .100 E 93/.100 E 22/ 95%

Таким образом, по данным расчетам к концу строительства осадка достигнет 95% при устройстве свай-дрен d=0,4 м и расстоянием между ними в свету 3,0 м. Окончательная конструкция насыпи приведена в приложении Г.

Заключение

По итогам расчета конечной осадки насыпи, расчета несущей способности слабого основания, расчета устойчивости откосов и расчет срока консолидации основания была разработана конструкция земляного полотна на болоте. В результате расчетов по предельным состояниям, геометрические характеристики насыпи изменились – откосы стали более пологими, значение крутизны изменилось с 1,5 до 2, в толще слабого основания (торфа) устроены сваи-дрены, также в насыпи устраивается арматура R=300 кН/м для обеспечения устойчивости откосов.

19

Библиографический список

1.Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах. – М., Минтрансстрой, 1968. – 264 с.

2.СП 119.13330.2012 Железные дороги колеи 1520 мм. Актуализированная редакция СНиП 32-01-95.

3.СП 238.1326000.2015 Железнодорожный путь.

4.СП 32-104-98. Свод правил. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. – М.: Госстрой РФ, 1999.

5.Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных дорог. – М.: Трансжелдориздат, 1953.-827 с.

6.Железнодорожный путь. Под ред. Е.С. Ашпиза. Москва, 2013.

7.Проектирование индивидуальной конструкции земляного полотна на болоте, методические указания. Сост. А.Ф. Колос, И.В. Колос. СанктПетербург, 2017

8.Труфанов А.И., Новоселов А.С. Геология, инженерная геология и гидрогеология: методические указания к проведению учебной практики. – Вологда: ВоГТУ, 2010. – 32 с.

9.https://ru.wikipedia.org/wiki/Вологодская_область