Проектирование железнодорожного пути
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
;
. Сухое основание (с.о):
Удельный вес:
т/м3;
Коэффициент пористости:
==0,656;
Коэффициент трения:
;
Сцепление грунта: Ссо =2,5 т/м2.
. Влажное основание (в.о.):
Удельный вес:
==1,027 т/м3;
Коэффициент трения:
;
Сцепление грунта:
Сво=0,5*Ссо=0,5*2,5=1,25 т/м2.
Расчет устойчивости откосов насыпи производится по схеме, приведенной на чертеже .
Устойчивость насыпи характеризуется коэффициентом устойчивости, который определяется следующим образом:
, где
МУД и МСДВ - моменты соответственно удерживающих и сдвигающих сил относительно центра поверхности обрушения.
К удерживающим силам относятся: - сила внутреннего трения; - сила сцепления; - вес грунта;
К сдвигающим силам относятся: - вес грунта; - гидродинамическая сила;
Кроме этого к сдвигающим силам относятся постоянная нагрузка от верхнего строения пути и временная нагрузка от подвижного состава.
Раскрыв значения удерживающих и сдвигающих сил, получим:
, где
?Fуд и ?Fсдв -суммы соответственно сил удерживающих и сдвигающих откос насыпи.
?Fуд =;
?Fсдв=;
где
Ni*fi - силы трения;
Ci*li - силы сцепления; li - длина основания отсека;
Туд - удерживающие касательные силы (левее вертикального радиуса);
Тсдв - сдвигающие касательные силы (правее вертикального радиуса);
D - гидродинамическая сила.
,где
?в - удельный вес воды;
I0 - средний уклон кривой депрессии;
?ВО - площадь в поперечнике влажного основания;
?ВН - площадь в поперечнике влажной насыпи.
Туд(сдв)i=;
Ni=,
где
Qi - вес отсека.
, где
?i - площадь отсека;
?i - удельный вес грунта.
- Характеристики грунта насыпи, находящиеся при естественной влажности.
Коэффициент пористости грунта
0,63
- Объемный вес грунта насыпи
2,05 т/м3
Где Wн - влажность насыпи; - объемный вес скелета грунта, т/м3.
Коэффициент трения грунта насыпи:
.
Удельное сцепление грунта: т/м2
- Грунты, находящиеся в обводненном состоянии.
Объемный вес грунта насыпи:
т/м3
Коэффициент трения грунта насыпи:
0,30
Удельное сцепление грунта насыпи:
= 0,5*2,2 = 1,1 т/м2
- Характеристики грунтов основания.
Объемный вес грунта основания насыпи:
т/м3;
Коэффициент пористости:
Коэффициент трения грунта основания насыпи:
Удельное сцепление грунта основания насыпи:
т/м2.
3.3 Определение гидродинамической силы
При сезонном подъеме воды, часть грунта насыпи обводняется, следовательно, ухудшается строительные характеристики грунтов. При сезонном уменьшении уровня воды, вода начинает вытекать из тела насыпи. Из-за этого кроме постоянно действующих нагрузок и нагрузок от подвижного состава на насыпь действует гидродинамическая сила. Гидродинамическая сила определяется по формуле:
,
гдеD - гидродинамическая сила, т; I0 - уклон кривой депрессии; V - объем грунта, в котором действует гидродинамическая сила, м3.
Так как расчет ведется для 1 пог./м насыпи, то можно объем заменить на площадь.
.
Площадь части сползающего клина, насыщенного водой, м2:
.
3.4 Определение коэффициента устойчивости насыпи
Устойчивость насыпи характеризуется коэффициентом устойчивости, который должен находится в пределах 1,21,5. Коэффициент устойчивости определяется как:
К удерживающим силам относятся: - сила внутреннего трения; - сила сцепления; - вес грунта;
К сдвигающим силам относятся: - вес грунта; - гидродинамическая сила;
Кроме этого к сдвигающим силам относятся постоянная нагрузка от верхнего строения пути и временная нагрузка от подвижного состава. Эти две нагрузки заменяются фиктивными столбиками грунта.
Высота столбика заменяющего временную поездную нагрузку, м:
,
Где Рвр - временная поездная нагрузка; - объемный вес грунта насыпи.
м
Ширина столбика, м:
bвр - 2,75 м - для деревянных шпал.
Высота столбика заменяющего вес верхнего строения пути, м:
м
Ширина столбика заменяющего действие веса верхнего строения пути, м:
- для одного пути двухпутной линии.
При 2х путном участке воздействие временной поездной нагрузки заменяют двумя столбиками с расстоянием между двумя осями столбиков 4,1м.
Ширина основной площадки земляного полотна на однопутной линии 11,7 м.
Раскрыв значения удерживающих и сдвигающих сил, получим:
.
где - длина дуги отсека.
.
3.5 Построение схемы для расчета устойчивости откоса пойменной насыпи
По высоте насыпи от 0 до 6м уклон откоса 1 : 1,5, от 6 до 12м уклон откоса 1 : 1,75, уклон откоса бермы 1 : 2. Высота насыпи по заданию 18,7 м. Относительная отметка основания насыпи 100 м; относительная отметка горизонта высоких вод (ГВВ) 107,5 м. Ширину бермы принимаю 6 м. После построения насыпи, на основной площадке земляного полотна показываем фрикционные столбики грунта, которые заменяют действие временной поездной нагрузки и вес верхнего строения пути. Далее строится прямая центров кривых сползания - отрезок АВ. Из середины отре?/p>