Страница 6: Методические рекомендации по сооружению земляного полотна автомобильных дорог из грунтов повышенной влажности (46154)

Таблица 2

Примечание. Над чертой даны значения Ку для легкого суглинка, под чертой - для тяжелого суглинка и глины.

Приложение 3

Пример расчёта осадки насыпи и времени её завершения

Схема расчетного поперечника насыпи показана на рис. 1. Проектная высота насыпи составляет 10 м, ширина поверху 15 м, откосы 1:3.

Рис. 1. Расчетный поперечник насыпи

Расчет производится для насыпи из легкого пылеватого суглинка со следующими физико-механическими свойствами.

Естественная влажность Wпр, %.................................................. 16,8

Коэффициент переувлажнения Кw............................................... 1,4

Оптимальная влажность Wо,%..................................................... 12

Влажность на границе текучести Wт, %...................................... 22,5

Влажность на границе раскатывания Wp, %............................... 14,8

Число пластичности Wn................................................................ 7,7

Предельная пороговая нагрузка Ро, МПа (кгс/см2)..................... 0,06 (0,6)

Объемный вес грунта γw, Н/м3...................................................... 2∙104

Расчет осадки

Осадку S (м) грунта повышенной влажности рассчитывают по формуле (1) приложения 2

Расчетную нагрузку определяем по формуле (2) приложения 2

Толщина неконсолидируемой зоны в данном примере

Примем hо = 1, тогда активная зона составит hк = Нпр - (hн + hо) = 10 - (3 + 1)=6 м.

Определим коэффициенты zi для указанного слоя. Для этого найдем отношения  и  (где а, z, В см. рис. 1). При z = 1,  и .

По графикам для определения напряжений в основании насыпи /5/ находим соответствующий этим значениям коэффициент ??1 = 0,99. При z = 6 м величина отношения . Аналогично 1 определяем a2 = 0,93.

Разница максимального и минимального напряжений для слоя грунта не превышает 10 %, поэтому Рн можно принять постоянной по всей глубине слоя.

Далее определяем нагрузку от собственной массы грунта насыпи и расчетную нагрузку на разных горизонтах.

По компрессионной кривой (рис. 2) находим модуль осадки, соответствующий расчетной нагрузке Pzi расч для данного грунта. Полученные результаты приведены в таблице.

Для полученных модулей осадки определяем суммарную осадку грунта повышенной влажности в активной зоне с толщиной расчетного слоя 200 см по формуле (1) приложения 2 ∑Si = 34 см.

Суммарная осадка равна 34 см.

Рис. 2. Зависимость модуля осадки от нагрузки:

1, 2 - опытные кривые; 3 - осредненная кривая

Прогноз осадки во времени

Согласно полученным рекомендациям рациональная толщина слоя данного вида грунта, в котором за заданное время (Ттреб ?? 1 г.) может быть постигнута заданная степень уплотнения, составляет 2 м.

Рассчитаем время достижения конечной осадки и требуемой степени уплотнения выделенного слоя грунта повышенной влажности по формуле (4) приложения 2

Время завершения первичной осадки ТI (мин) определяем по формуле (5) приложения 2

tI - определяем по кривой консолидации (рис. 3). Параметр mр в данном случае равен:

Тогда

Время завершения осадки близко к требуемому.

Для определения степени уплотнения грунта повышенной влажности, достигнутой на тот или иной период времени под данной нагрузкой, строим зависимость Ку = f(Р) (рис. 4) по результатам компрессионных испытаний и Ку = f(U) (рис. 5) по результатам консолидационных испытаний.

Коэффициент уплотнения определяем по известной формуле

где γск, γоск - соответственно действительная и оптимальная плотности, кг/м3.

В данном примере к моменту завершения интенсивной части осадки грунт достигает степени уплотнения Ку = 0,98.

Таким образом, согласно расчету осадки грунта повышенной влажности, запас на осадку должен быть принят 34 см. Расчет протекании осадки во времени показал, что для ее ускорения и достижения требуемой степени уплотнения переувлажненного грунта необходимо устраивать поглощающие прослойки из песка, чередующиеся по высоте насыпи со слоями основного грунта. Толщина слоев грунта должна быть не менее 2 м. Толщина поглощающей прослойки может быть принята в соответствии с существующими рекомендациями.

Рис. 3. Зависимость относительной деформации и модуля осадки от времени

Рис. 4. Зависимость коэффициента уплотнения от нагрузки

Рис. 5. Зависимость коэффициента уплотнения от степени консолидации

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бирюков Н.С., Казарновский В.Д., Мотылев Ю.Л. Методическое пособие по определению физико-механических свойств грунтов. М., «Недра», 1975.

2. Львович Ю.М., Мотылев Ю.Л. Укрепление относов земляного полотна автомобильных дорог. М., «Транспорт», 1979.

3. Методические рекомендации по осушению земляного полотна и оснований дорожных одежд в районах избыточного увлажнения и сезонного промерзания грунтов. Союздорнии. М., 1974.

4. Методические рекомендации по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. М., «Транспорт», 1978.

СОДЕРЖАНИЕ