Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент устойчивости откоса земляного полотна равен

Рекомендации по расчёту устойчивости откосов земляного полотна

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЁТУ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Кондрашова Е.В., Скворцова Т.В. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)

In given article recommendations about calculation of stability of slopes of an earthen cloth are presented. Calculation of stability of slopes and slopes on durability is reduced to definition of factor of a stock of stability.

Земляное полотно – один из основных элементов автомобильной дороги, от устойчивости, прочности и долговечности которого зависит работоспособность дорожных одежд и всего сооружения.

Геодезической основой расчетной схемы являются расчетные поперечники, характеризующиеся наиболее неблагоприятным сочетанием различных факторов, таких, как высота и крутизна склона, мощность смещающихся масс, расположение слабых прослоек, наклон слоев, уровень грунтовых вод и др.

Устойчивость склонов и откосов рассчитывают из условий плоской задачи:

по прочности (1-е предельное состояние);

деформируемости (2-е предельное состояние).

Расчет устойчивости склонов и откосов по прочности сводится к определению коэффициента запаса устойчивости с помощью различных расчетных методов (метод круглоцилиндрической поверхности скольжения, метод горизонтальных сил Маслова-Берера, метод Шахунянца, метод наклонных сил Чугаева и др.), а также к сравнению его с требуемой величиной.

Расчетные характеристики грунтов (объемная масса, угол внутреннего трения и сцепление) следует принимать соответствующими наименее благоприятным условиям устойчивости оползневого склона в годовом и многолетнем циклах.

Целью разработки проекта устройства насыпи был выбор технических решений наиболее рациональных с позиций экономических, технологических, экологических и временных, обеспечивающих надежную конструкцию земляного полотна [1,2].

Особенности при выполнении работ:

  1. Выполнение работ по возведению насыпи требует особого внимания к контролю качества ведения работы и её результатов по каждому технологическому процессу и организации научного сопровождения хода строительства.
  2. Своевременное регулирование технологии отсыпки и реакция на процесс и тенденции хода осадок и их стабилизации с регламентацией технологических перерывов.
  3. Соблюдение указаний нормативных документов.

Порядок расчёта устойчивости откосов земляного полотна разработан в соответствии с «Указаниями по расчёту высоких насыпей и глубоких выемок автомобильных дорог».

Коэффициент запаса устойчивости откоса земляного полотна

, (1)

где — нормальная, по отношению к поверхности скольжения, составляющая веса вышележащего слоя грунта, м;

— длина дуги скольжения в пределах грунта насыпи и основания, м;

— касательная к дуге скольжения составляющая сила веса, т;

— вес грунта в объёме отсека, т;

— угол внутреннего трения грунта насыпи и основания.

Устойчивость оползневых склонов по деформируемости особенно следует проверять в тех случаях, когда угол внутреннего трения грунтов, слагающих склон, незначителен, а структурное сцепление Сс равно нулю (пластичные глинистые грунты и др.).

Читайте так же:
Полиуретановые уголки для откосов

Если в формуле (2) задаться значением запаса устойчивости пу, то, решив ее относительно h, можно найти значение проектной мощности оползня, обеспечивающей заданный запас устойчивости, по формуле

, (2)

где γ — объемный вес грунтов оползневой массы в элементарной призме;

φ’ и С’ — угол внутреннего трения и сцепление грунтов по поверхности скольжения оползня.

Определение вида и центра критической дуги скольжения, при которой коэффициент запаса устойчивости будет минимальным, проводится методом последовательного приближения с повторением расчёта устойчивости для нескольких дуг с наименее выгодным соотношением удерживающих и сдвигающих сил. При назначении радиуса дуги скольжения следует учитывать, что критическая дуга обычно образует центральный угол 100-135º. Центр критической дуги скольжения отыскивается следующим образом [3].

Расчётная схема №1 (рис. 1). Центр «О» располагается на линии, проходящей через бровку откоса и точку «В», лежащую на глубине Н и расстоянии 3Н от подошвы откоса. Для первого приближения центр критической дуги назначается на пересечении линии СВ и линией АО, проведённой под углом 25º к среднему откосу. При последующих этапах проверки центры О12. намечается выше через (0,25-0,3)Н.

Коэффициент устойчивости откоса земляного полотна равен

Ссылка для цитирования этой статьи:

Каменчуков А.В., Николаева Г.О., Горшков Н.И., Ловцов А.Д. Оценка устойчивости откосов системы «земляное полотно – дорожная одежда» с нарушенной структурой // Транспортные сооружения, 2020 №4, https://t-s.today/PDF/05SATS420.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/05SATS420

Оценка устойчивости откосов системы «земляное полотно – дорожная одежда» с нарушенной структурой

1 Каменчуков А.В., 2 Николаева Г.О., 1 Горшков Н.И., 1 Ловцов А.Д.

1 ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет», Хабаровск, Россия
2 ФГБОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова», Якутск, Россия

Автор, ответственный за переписку: Каменчуков Алексей Викторович, e-mail: 006641@pnu.edu.ru

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы оценки устойчивости нестандартных грунтово-геологических систем в сложных условиях. Выполнен аналитический обзор современных методов и средств оценки устойчивости откосов насыпи. Рассмотрены особенности работы насыпи в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Отдельное внимание отдано вопросу устойчивости насыпей на талом основании. Изучены особенности проектирования насыпей на многолетнемерзлых грунтах при сохранении или частичном оттаивании мерзлых грунтов. Представлены два варианта расчетных статических схем поверхностей скольжения: основание – земляное полотно и основание – земляное полотно – дорожная одежда. Представлены основные причины приводящие к потере устойчивости грунтовых откосов. На основе результатов полевых исследований определены физико-механические характеристики грунтов насыпи и основания земляного полотна, которые стали основой для математического моделирования и оценки устойчивости откосов насыпи. В программных комплексах GeoStab (демо) и Geo5 (учебная лицензия), на основе метода конечных элементов и результатов полевых исследований, построены цифровые модели насыпей на слабом основании. Выполнен расчет устойчивости системы «основание – земляное полотно» под действием стандартной равномерно-распределенной нагрузки. Предложены два варианта усиления системы, для повышения ее устойчивости: армирование грунтовыми анкерами и геосинтетическими материалами. Так же проверена адекватность гипотезы о влиянии состояния покрытия дорожной одежды на устойчивость насыпи. Рассмотрены две модели системы и основание – земляное полотно – дорожная одежда: без трещин на полосе накати и с трещинами. Установлено что дефекты покрытия влияют на устойчивость системы только при наличии землетрясения средней силы и более сильных. Даны рекомендации по усилению откосов насыпей, работающих в сложных грунтово-геологических условиях.

Читайте так же:
Укрепление откосов дорожного полотна

Ключевые слова: автомобильная дорога; насыпь; дорожная одежда; деформация; физико-механические характеристики; напряженно-деформированное состояние; моделирование; устойчивость откосов


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2413-9807 (Online)
Уважаемые читатели! Комментарии к статьям принимаются на русском и английском языках.
Комментарии проходят премодерацию, и появляются на сайте после проверки редактором.
Комментарии, не имеющие отношения к тематике статьи, не публикуются.

Исследование устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 29.05.2017 2017-05-29

Статья просмотрена: 531 раз

Библиографическое описание:

Грибов, А. А. Исследование устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог / А. А. Грибов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 22 (156). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/156/43914/ (дата обращения: 22.09.2021).

Ключевые слова: автомобильная дорога, земляное полотно, насыпь, слабое основание, слабый грунт, устойчивость, дополнительные мероприятия, осадка, оценка устойчивости, прогноз осадки, ленточные геодрены, тканный геосинтетический материал, конструктивно-технологические решения

Потеря устойчивости насыпи на слабом основании является одной из наиболее часто встречающихся причиной деформаций земляного полотна. Часто по результатам расчетов, выполненных для прогноза устойчивости и осадки основания, возникает необходимость в проведении мероприятий, обеспечивающих в некоторых случаях повышения устойчивости насыпи, а в других процесс ускорения прохождения осадки, но также встречаются и комплексные виды технических решений.

Вопросы, касающиеся повышения и сохранения устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог, а также дополнительных мероприятий, направленных на ее обеспечение, являются очень актуальными в современных тенденциях развития транспортной инфраструктуры.

С увеличением транспортного потока возрастает и требования к безопасности при движении на автомобильных дорогах. Исходя из этого, возникает необходимость увеличения общей протяженности сети скоростных автомагистралей.

Проектирование и строительство автомобильных дорог не всегда возможно произвести в наиболее благоприятных условиях. Очень часто проектировщики и строители сталкиваются с участками, производство работ на которых требует большего внимания. Такие участки, как правило, характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями, а в ряде случаев — индивидуальными проектными решениями. В связи с этим на таких участках уделяют больше внимания оценки устойчивости.

Читайте так же:
Клей для линолеума на бетонный пол

При проектировании насыпи земляного полотна на слабых грунтах разрабатываются варианты дополнительных мероприятий по обеспечению несущей способности слабых грунтов и ускорению их осадки, если это необходимо по результатам проделанных прогнозов устойчивости и осадки слабого основания (с учетом конкретных особенностей проектируемой дороги, местных условий и технических возможностей строительной компании). Наиболее приемлемый вариант технологических или конструктивных мероприятий выбирается с учётом технико-экономического расчета.

В зависимости от определяющего результата повышения устойчивости основания конструктивно-технологические решения объединены в группы.

Для уменьшения нагрузки с целью повышения устойчивости применяются следующие конструктивные решения:

‒ снижение высоты насыпи;

‒ устройство насыпей из легких материалов;

‒ применение несжимаемых свай.

Группа конструктивных решений, принимаемых для улучшения напряженного состояния с целью повышения устойчивости, включает следующие мероприятия:

‒ использование свайных конструкций;

‒ устройство боковых пригрузочных призм;

‒ применение распределительных плит.

Для увеличения сопротивляемости сдвигу грунта основанияс целью повышения устойчивости применяются следующие конструктивные и технологические решения:

‒ использование свайных конструкций;

‒ использование песчаных свай-дрен.

Все выше перечисленные мероприятия позволяют обеспечить устойчивость земляного полотна на слабом основании, как при отдельном использовании одного из них, так и при выборе нескольких конструктивных и технологических решений, которые будут работать в комплексе.

Одним из таких комплексных решений является использование ленточных геодрен (Рис.1) в слабом основании с укладкой тканого геосинтетического материала на основе полиэстера и укладка матрасов Рено в нижней части насыпи.

Использование в основании насыпи ленточных геодрен приведет к ускорению прохождения просадки и для обеспечения устойчивости насыпи на слабом основании. Ленточная геодрена представляет собой ленту заводского изготовления шириной 10 см и толщиной 5 мм, состоящую в наружных слоях из тканого геосинтетического материала, предохраняющих геодрену от заиливания, и внутреннего слоя из пластмассовой объемной георешетки которая создает внутреннюю полость, по которой происходит отток воды вдоль геодрены. Шаг установки геодрен — 2,0 м. Глубина погружения геодрен равна 15 м. Поверх основания насыпи устраивается пластовый дренаж из песка мелкого с Кф ≥3м/сут, толщиной 50 см.

Рис. 1. Ленточная геодрена

Укладка тканого геосинтетического материала на основе полиэстера производится для предотвращения повторного попадания влаги, поступающей из толщи слабого грунта, в основание насыпи, а также дальнейшего ее отвода из под насыпи.

Читайте так же:
Как утеплить откос окна пенополистиролом

В дальнейшем и производится погружение ленточных геодрен в толщу слабого грунта (Рис. 2).

Рис. 2. Погружение ленточных геодрен

Укладка матрасов Рено производится по слою щебеночной подготовки толщиной 40 см из щебня фракции 20–40. Матрасы Рено в данном случае играют роль распределяющей плиты, которая несет функцию рспределения нагрузки от веса насыпи.

В процессе возведения насыпи ленточные дрены будут обеспечивать снижение избыточного порового давления. Максимальная величина после окончания отсыпки составит около 65 кН/м 2 .

Предворительный расчет такой конструкци на первом этапе отсыпки покажет, что устойчивость насыпи обеспечена.

При расчете консолидации осадки необходимо учесть вес дополнительных слоев грунта, соответствующих величине расчетной осадки. Подразумевается, что досыпка грунта вызовет дополнительную осадку и повлияет на общее время консолидации.

На основе проведенных расчетов подтверждается основная гипотеза об обеспечении устойчивости сооружения при использовании подобного комплекса мероприятий..

  1. ГОСТ 25100- 2011 «Грунты. Классификация».
  2. ОДМ 218.3.049–2015. «Методические рекомендации по применению многослойных композиционных дренирующих материалов (геодрен) для осушения и усиления дорожных конструкций при строительстве и реконструкции автомобильных дорог»
  3. Пособие «Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. Москва. 2004.
  4. СТО НОСТРОЙ 2.25.28–20112 Строительство земляного полотна автомобильных дорог. М. 2012
  5. Хархута Н. Я., Васильев Ю. М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М., Транспорт 1975г

Коэффициент устойчивости откоса земляного полотна равен

ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Верхняя часть земляного полотна (рабочий слой) — часть полотна, располагающаяся в пределах земляного полотна от низа дорожной одежды на 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия проезжей части.

Основание насыпи — массив грунта в условиях естественного залегания, располагающийся ниже насыпного слоя, а при низких насыпях — и ниже границы рабочего слоя.

Основание выемки — массив грунта ниже границы рабочего слоя.

КОЭФФИЦИЕНТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА

Коэффициент уплотнения грунта — отношение плотности скелета грунта в конструкции к максимальной плотности скелета того же грунта при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733-77.

ТИПЫ БОЛОТ

Следует различать три типа болот:

I — заполненные болотными грунтами, прочность которых в природном состоянии обеспечивает возможность возведения насыпи высотой до 3 м без возникновения процесса бокового выдавливания слабого грунта;

II — содержащие в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который может выдавливаться при некоторой интенсивности возведения насыпи высотой до 3 м, но не выдавливается при меньшей интенсивности возведения насыпи;

Читайте так же:
Что такое выполаживание откосов

III — содержание в пределах болотной толщи хотя бы один слой, который при возведении насыпи высотой до 3 м выдавливается независимо от интенсивности возведения насыпи.

СТАБИЛЬНЫЕ И НЕСТАБИЛЬНЫЕ СЛОИ НАСЫПИ

Стабильные слои насыпи — слои, сооружаемые из талых или сыпучемерзлых грунтов, плотность которых в насыпи соответствует нормам табл. 22.

Нестабильные слои насыпи — слои из мерзлых или талых переувлажненных грунтов, которые в насыпи имеют плотность, не отвечающую нормам табл. 22, вследствие чего при оттаивании или длительном действии нагрузок могут возникать деформации слоя.

СЛОИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ

Слои дорожной одежды следует подразделять:

покрытие — верхняя часть дорожной одежды, воспринимающая усилия от колес автотранспортных средств и подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных факторов; покрытие должно обеспечивать необходимые эксплуатационные качества проезжей части; в покрытие входят также слой износа и слои с шероховатой поверхностью;

основание — часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение и снижение давления на расположенные ниже дополнительные слои или грунт земляного полотна;

дополнительные слои основания (морозозащитные, теплоизоляционные, дренирующие и др.) — слои между основанием и верхом рабочего слоя земляного полотна, обеспечивающие морозоустойчивость и дренирование дорожной одежды и верхней части земляного полотна.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения

2. Организация и безопасность движения

3. Охрана окружающей природной среды

4. Основные технические нормы и транспортно-эксплуатационные показатели

Расчетные скорости и нагрузки

Основные параметры поперечного профиля дорог

План и продольный профиль

Велосипедные дорожки и тротуары

5. Пересечения и примыкания

Пересечения и примыкания автомобильных дорог

Пересечения автомобильных дорог с железными дорогами и другими коммуникациями

6. Земляное полотно

Верхняя часть земляного полотна (рабочий слой)

Земляное полотно в сложных условиях

Укрепление земляного полотна и водоотводных сооружений и специальные геотехнические конструкции

7. Дорожные одежды

Жесткие дорожные одежды

Нежесткие дорожные одежды

Дополнительные слои, укрепленные полосы обочин и разделительных полос

Материалы для дорожных одежд

8. Мосты, трубы и тоннели

9. Обустройство дорог и защитные дорожные сооружения

10. Здания и сооружения дорожной и автотранспортной служб

Приложение 1. Обязательное. Дорожно-климатические зоны СССР

Приложение 2. Обязательное. Классификация типов местности и грунтов

Приложение 3. Справочное. Элементы земляного полотна

Приложение 4. Справочное. Коэффициент уплотнения грунта

Приложение 5. Справочное. Типы болот

Приложение 6. Справочное. Стабильные и нестабильные слои насыпи

Приложение 7. Справочное. Слои дорожной одежды

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector