Материал: ПЗ_мое
Модули осадки для верхней и нижней частей слоя торфа в принятом диапазоне нагрузок практически не меняются, разница между полученными значениями составляет менее 10 %, следовательно, слой торфа можно не разделять на отдельные слои.
Определим осадку слоя торфа при принятых нагрузках:
При Р1 =13,80 т/м2
При Р2= 27,60 т/м2
При Р3 = 6,90 т/м2
Зависимость
= f ( S ) выражается формулой:
|
где |
|
̶ |
плотность грунтов насыпи; |
|
|
|
̶ |
плотность грунтов насыпи во взвешенном состоянии; |
|
|
|
̶ |
высота насыпи |
,0
= 1,84 - 1 = 0,84 т/м3
Рис. 1. Расчет осадки графоаналитическим способом, полученной расчетом
Ро=15,77 т/м², Sкон=2364 мм.
Рис. 2. Расчет осадки графоаналитическим способом, полученной в программном комплексе GEO5
Ро=15,64 т/м², Sкон=2197 мм.
Расхождение в осадках составляет 167 мм, что в пределах допустимого.
-
Определение несущей способности слабого основания и необходимых мероприятий по ее обеспечению
Определение коэффициента безопасности:
|
где |
|
̶ |
безопасная нагрузка от насыпи на основание; |
|||
|
|
|
̶ |
фактическая (действующая) нагрузка от насыпи на основание;
|
|||
|
Тип слабого основания |
Показатель |
Характеристика |
Мероприятия по обеспечению несущей способности |
|||
|
I |
Кбез≥1,0 при любом режиме отсыпки |
Устойчивость обеспечена |
Не требуется |
|||
|
II |
При быстрой отсыпке: Кбез<1,0 При медленной отсыпке: Кбез≥1,0 |
Устойчивость обеспечена только при медленной отсыпке |
Технологические Конструктивные |
|||
|
III |
Кбез<1,0 при любом режиме отсыпки |
Устойчивость не обеспечивается |
Конструктивные |
|||
|
где |
|
̶ |
удельное сцепление рассматриваемого слоя; |
|
|
|
̶ |
плотность торфа во взвешенном состоянии; |
|
|
|
̶ |
расстояние от поверхности болота до рассматриваемой точки; |
|
|
|
= |
|
|
|
|
̶ |
угол внутреннего трения рассматриваемого слоя. |
Так как насыпь сооружается в режиме быстрой отсыпки:
т/м2
,0
= 1,24 - 1 = 0,24 т/м3
-
z=1,0 м;
W=
2x/B =0
т/м2
Аналогичным образом определили значение безопасной нагрузки, коэффициента безопасности для каждого слоя. Данные сведены в таблицу 2.
Таблица 2.
|
Z, м |
U |
|
Рбез, т/м2 |
Кбез |
|
1 |
0,0607 |
0,0439 |
27,56 |
1,18 |
|
2 |
0,1216 |
0,0976 |
13,00 |
0,72 |
|
3 |
0,1824 |
0,1247 |
10,66 |
0,59 |
|
4 |
0,2432 |
0,1476 |
9,41 |
0,52 |
|
5 |
0,3039 |
0,1676 |
8,65 |
0,48 |
|
6 |
0,3647 |
0,1779 |
8,48 |
0,47 |
|
7 |
0,4255 |
0,1914 |
8,19 |
0,45 |
|
8 |
0,4863 |
0,2063 |
7,89 |
0,43 |
|
8,4 |
0,5106 |
0,2113 |
7,82 |
0,43 |
Поскольку значения коэффициента безопасности менее 1, необходимо изменить конструкцию насыпи. Для этого воспользуемся программой «Стабильность».
Принимаем конструктивное решение: уположить откосы насыпи (1:3,5) и соорудить берму шириной 10 метра; высотой 2 метра с крутизной откосов 1:3,7 для обеспечения несущей способности слабого основания и заново рассчитаем конечную осадку в программном комплексе GEO5.
1 случай при Р1 = Ро =13,26 т/м2
2 случай при Р2= 2*Ро = 26,52 т/м2
3 случай при Р3= Ро / 2 = 6,63 т/м2
Рис. 2. Расчет осадки графоаналитическим способом, полученной в GEO5 после изменения поперечного профиля
Ро=15,66 т/м², Sкон=2213 мм.
-
Проверка устойчивости откосов
Проверим насыпь расчетом устойчивости откосов. Выполняем эти расчеты на ЭВМ с использованием программного комплекса «GEO5.Устойчивость откоса», учитывая нагрузку от веса верхнего строения пути-17 кПа.
Рис.8 Результат расчета коэффициента устойчивости откосов насыпи при установленных геометрических размерах
Коэффициент устойчивости равен 1,26, следовательно, устойчивость откоса обеспечена.
-
Прогноз хода осадки во времени
где St-фильтрационная осадка за данное время
Sk-полная конечная осадка
u-степень консолидации
где Nu-величина, определяемая по таблицам в зависимости от u
Hф-длина пути фильтрации (принимается равной мощности торфа) Hф=840 см
Ck-коэффициент консолидации торфа Ck=2,9 см2/ч
Сведем расчеты в табличную форму.
|
u, % |
N |
Nu |
St,см |
t,мес |
t,год |
|
0,05 |
0,005 |
- |
11,07 |
- |
- |
|
0,10 |
0,02 |
0,01 |
22,13 |
3,38 |
0,28 |
|
0,15 |
0,04 |
0,02 |
33,20 |
6,76 |
0,56 |
|
0,20 |
0,08 |
0,03 |
44,26 |
10,14 |
0,84 |
|
0,25 |
0,12 |
0,05 |
55,33 |
16,90 |
1,41 |
|
0,30 |
0,17 |
0,07 |
66,39 |
23,66 |
1,97 |
|
0,35 |
0,24 |
0,10 |
77,46 |
33,79 |
2,82 |
|
0,40 |
0,31 |
0,13 |
88,52 |
43,93 |
3,66 |
|
0,45 |
0,39 |
0,16 |
99,59 |
54,07 |
4,51 |
|
0,50 |
0,49 |
0,20 |
110,65 |
67,59 |
5,63 |
|
0,55 |
0,59 |
0,24 |
121,72 |
81,10 |
6,76 |
|
0,60 |
0,71 |
0,29 |
132,78 |
98,00 |
8,17 |
|
0,65 |
0,84 |
0,34 |
143,85 |
114,90 |
9,57 |
|
0,70 |
1,00 |
0,41 |
154,91 |
138,55 |
11,55 |
|
0,75 |
1,18 |
0,48 |
165,98 |
162,21 |
13,52 |
|
0,80 |
1,40 |
0,57 |
177,04 |
192,62 |
16,05 |
|
0,85 |
1,69 |
0,68 |
188,11 |
229,79 |
19,15 |
|
0,90 |
2,09 |
0,85 |
199,17 |
287,24 |
23,94 |
|
0,95 |
2,80 |
1,13 |
210,24 |
381,86 |
31,82 |
|
1,00 |
- |
- |
221,30 |
- |
- |