Страница 13: ВСН 26-90. / Минтрансстрой Инструкция по проектированию и строительству автомобильных дорог нефтяных и газовых промыслов Западной Сибири (41598)

3.5. Принимая за расчетную длину неровности, последовательно каждый из участков , проверяют по графику рис. П.2.2, а и П.2.3, а соответствие условию:

(12)

где [DSо] — допустимая глубина неровности на поверхности основания.

В случае, если условие (8) соблюдается, расчет заканчивают.

Если условие не соблюдается, проводят корректировку исходных данных:

1) меняют (увеличивают) время строительства покрытия;

2) меняют (увеличивают) толщину насыпи.

Расчет повторяют до выполнения условия (12).

В случае невозможности дальнейшего увеличения времени строительства покрытия или же толщины насыпи в качестве мер по обеспечению требуемой ровности поверхности покрытия во время эксплуатации можно предусмотреть:

1) устройство обратной неровности на поверхности земляного полотна;

2) изменение сроков ремонта покрытия из условия достижения допустимых деформаций земляного полотна.

Приложение 3

РАСЧЕТ КОНЕЧНОЙ ОСАДКИ ТОРФЯНОГО ОСНОВАНИЯ

НА ОСНОВЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ ТИПИЗАЦИИ ТОРФОВ

Расчет осадки торфяного основания выполнен в развитие региональной типизация торфяных грунтов (табл. 2.7) из условия решения одномерной задачи.

Расчетная схема для определения величин осадок (рис. П.3.1) в общем виде представляет двухслойное земляное полотно, отсыпанное из грунтов с различной плотностью (r1, r2), на болоте типа III-А, характеризующемся наличием всех выделенных групп торфяных грунтов:

Н3 — общая мощность торфяных грунтов типа III и воды, м;

Н2 — мощность торфяных грунтов типа II, м;

Н1—Б — то же, типа I-Б, м;

Н1—А — то же, типа I-А, м.

Расчет выполнен в графической и аналитической формах.

Расчет основан на приведении многослойной системы торфяного основания к условно однослойной (эквивалентной по сжимаемости). Для аналитического расчета используют формулу

(1)

График приведения и последовательность выполнения представлены на рис. П.3.2.

Рис. П.3.1. Расчетная схема для определения величин конечных осадок насыпей на болотах

Нахождение величины конечной осадки, представляющей решение совместных зависимостей (осадки от давления и давления от осадки) представлено на рис. П.3.3.

При этом величина давления р определяется из выражений:

(2)

(3)

где р — давление, кгс/см2, по основанию насыпи на уровне поверхности первого сжимаемого слоя торфа, получаемого для песчаных насыпей из выражения (2), для облегченных насыпей (с использованием торфа) из выражения (3); r1, r2 — соответственно плотность песчаного грунта и торфа выше поверхности болота, г/см3; rвзв — плотность песчаного грунта во взвешенном состоянии (плотность торфа во взвешенном состоянии принята равной нулю), г/см3; Н4, Н5 — толщина отсыпаемых слоев грунта (песок торф) выше поверхности болота, м.

Расчет осадки графическим методом выполняется в следующей последовательности:

по графику (рис. П.3.2) определяется эквивалентная мощность торфяного основания;

по уравнению (2) или (3) соответственно для песчаной или облегченной насыпи вычисляется давление на поверхности сжимаемой торфяной толщи;

по рис. П.3.3 находится величина осадки, для чего по оси абсцисс откладывается найденное давление р и для песчаных насыпей проводится линия, параллельная семейству наклонных линий (для облегченных насыпей — вертикально), до пересечения с линией, соответствующей найденной величине эквивалентной мощности Нэкв. Точка пересечения этих линий, снесенная на ось ординат, дает искомую величину осадки.

Аналитическое решение целесообразно при использовании в расчетах ЭВМ и заключается в методе последовательного приближения путем дискретного вычисления по затухающему ряду.

Рис. П.3.2. График для приведения трехслойной системы к однослойной (по сжимаемости):

— мощность торфа типа 1-Б, эквивалентная мощности двухслойного торфяного основания, сложенного из торфов типов 1-Б и 2, м; Нэкв — мощность торфа типа 1-Б, эквивалентная мощности трехслойного торфяного основания, сложенного из торфов типов 1-Б, 1-А, и 2, м

Рис. П.3.3. График для определения величины осадки эквивалентного слоя

Общий (i) счет вычисления представлен уравнениями:

(4)

Siрасч =(5)

Начало счета при S = 0.

Конец счета при (6)

(7)

Вычисленная величина проверяется по условию:

(8)

При невыполнении этого условия конечная осадка принимается равной величине

(9)

Приложение 4

РАСЧЕТ КОЛЕБАНИЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

НА ТОРФЯНОМ ОСНОВАНИИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОДВИЖНЫХ НАГРУЗОК

Расчет проводится в случае, если суммарная толщина дорожной одежды и насыпного слоя оказывается меньше значений, приведенных в таблице.

Минимальные суммарные толщины насыпей и дорожных одежд, при которых не требуется проверка конструкции на упругие колебания

Примечания. 1. Для промежуточных значений мощности слоя уплотненного торфа требуемая минимальная суммарная толщина устанавливается по линейной интерполяции.

2. Суммарная толщина насыпи и дорожной одежды указана по оси насыпи с учетом осадки.

3. При дорожных одеждах с монолитными слоями, обладающими плитным эффектом (цементобетон, асфальтобетон, цементогрунт и т. п.) за толщину дорожной одежды допускается принимать эквивалентную толщину слоя грунта насыпи.

При суммарных толщинах, менее указанных в таблице, конструкция проверяется динамическим расчетом.

Динамический расчет сводится к удовлетворению следующего условия:

(1)

где афакт — ускорение колебаний проектируемой насыпи на торфе; адоп — предельно допустимое ускорение колебаний насыпи на торфе, определяемое в зависимости от типа проектируемого покрытия и частоты собственных колебаний насыпи (рис. П.4.1).

Рис. П.4.1. Предельно допустимые ускорения колебаний земляного полотна:

I — для усовершенствованных капитальных покрытий; II — для усовершенствованных облегченных покрытий; III — переходных покрытий

Ускорение колебаний проектируемой насыпи на торфе определяют по формуле

(2)

где А — амплитуда колебаний насыпи; w — круговая частота собственных колебаний насыпи.

Динамический расчет необходимо производить в такой последовательности:

а) определить частоту собственных колебаний насыпи на торфяном основании;

б) определить амплитуду колебаний насыпи;

в) вычислить ускорение колебаний проектируемой насыпи;

г) определить предельно допустимые ускорения колебаний;

д) проверить допустимость ускорений колебаний проектируемой насыпи;

е) наметить мероприятия по уменьшению ускорений колебаний, если они превышают предельно допустимые величины.

Определение частот собственных колебаний насыпей

на торфяном основании

При определении частот собственных колебаний в зависимости от отношения толщины насыпи hн к толщине оставляемого слоя торфа (в уплотненном состоянии) hт, следует рассматривать два расчетных случая: 1-й — hн : hт > 0,5 и 2-й hн : hт < 0,5 для hн < 100 см.

Частоты собственных колебаний насыпей на торфяном основании для 1-го случая определяют по номограмме (рис. П.4.2), которая составлена на основе решения задачи о колебаниях насыпи на упругом торфяном основании.

Рис. П.4.2. Номограмма для определения частот собственных колебаний насыпей на торфяном основании (1-ый расчетный случай)

Частоты собственных колебаний насыпей на торфяном основании для 2-го расчетного случая определяют по формуле

(3)

В формуле (3) Епр — приведенный модуль упругости торфа, учитывающий отсутствие боковых перемещений колеблющейся призмы торфяного основания

(4)

где Ет — модуль упругости торфа в уплотненном состоянии, определяемый по графику рис. П.4.3; m — среднее значение коэффициента Пуассона для торфа.

При отсутствии данных испытаний допускается принять m = 0,35.

В этом случае Епр = 1,41Ет,

здесь hн — общая толщина насыпного слоя; hт — толщина слоя торфа под насыпью;

gн и gт — соответственно средние значения удельного веса для грунта насыпи и торфа;

g — ускорение свободного падения.

Общая толщина насыпного слоя

(5)

где h — высота насыпи; Sобщ — осадка основания.

Рис. П.4.3. Номограмма для определения модуля упругости торфяного основания:

lж — относительная деформация торфяного слоя при расчетной осадке Sобщ

Амплитуду колебании насыпи на торфе при воздействии на дорожную конструкцию транспортной нагрузки (расчетная нагрузка группы А) определяют по формуле:

(6)

где l — упругий прогиб торфяного основания, вызываемый статической нагрузкой от колеса расчетного автомобиля; Кдин — динамический коэффициент, характеризующий увеличение прогиба за счет эффекта подвижности нагрузки.

Упругий прогиб торфяного основания

(7)

где P и D — параметры расчетной нагрузки (P · D = 198 кгс/см).

a)

б)

Рис. П.4.4. Графики для определения коэффициентов К и h

Коэффициент К определяют по графику рис. П.4.4, а в зависимости от отношений he/D и hт/D (he — толщина однородного песчаного слоя, эквивалентного по распределению напряжении многослойной системе дорожная одежда-насыпь). Коэффициент h устанавливают по графику рис П.4 4, б.

(8)

где hэкв — эквивалентная толщина дорожной одежды.

(9)

здесь Нод — толщина слоев дорожной одежды, расположенных выше песчаного слоя; Еср — средний модуль упругости дорожной одежды; Ен — модуль упругости грунта насыпи.

(10)

где Е1, Е2, ¼ Еi — расчетные модули упругости отдельных конструктивных слоев толщина которых равна h1, h2, ¼ hi.

Динамический коэффициент Кдин, равный отношению максимального динамического прогиба торфяного основания, вызываемого движущимся автомобилем, к величине статического прогиба определяют по графику (рис. П.4.5) в зависимости от коэффициента демпфирования y. Для 1-го расчетного случая y равен 8,6/w, для второго — 0,33/Ет (Ет в МПа) или 3,3/Ет (Ет в кгс/см2).

Рис. П.4.5. График для определения динамического коэффициента

В случаях, когда не выполняется требование формулы (1), обеспечивающее допустимые колебания насыпи на торфе, находящейся под действием динамической нагрузки, необходимо наметить мероприятия по снижению колебаний.

Основным и наиболее простым способом снижения ускорений колебаний земляного полотна на торфяном основании является увеличение толщины насыпного слоя, что обеспечивает уменьшение частот и амплитуд колебаний, и, в конечном счете, снижает ускорения колебаний.

Если по условиям продольного профиля поднятие насыпи нежелательно, для увеличения толщины насыпного слоя можно пользоваться методами временной пригрузки или частичного выторфовывания.

Приложение 5

РАСЧЕТ ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

НА ПРОМОРОЖЕННЫХ ОСНОВАНИЯХ

Высота верхней (минеральной) части насыпи по оси дороги устанавливается но теплотехническому расчету, который рекомендуется выполнять в такой последовательности:

а) определяются для принятой конструкции дорожной одежды и вида грунта земляного полотна расчетные значения коэффициентов теплопроводности lт и объемная теплоемкость Ст материалов в талом состоянии согласно приложению 13;

б) устанавливаются по табл. П.5.1 продолжительность теплого периода года t и средняя за этот период температура поверхности покрытия tп;

Таблица П.5.1