для 1-го типа
S |
|
= |
а h |
|
р |
|
+ |
γh |
|
; |
(2.18) |
г.о |
o г.о |
о |
г.о |
|
|||||||
|
|||||||||||
для 2-го типа |
|
1+εо |
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а h |
|
|
|
|
γh |
|
|
S |
|
|
= A h |
+ |
o г.о |
р |
|
+ |
г.о |
, |
(2.19) |
||
|
|
|
|
||||||||||
|
г |
.о |
|
o г.о |
|
1+εо |
|
о |
|
2 |
|
||
где aо – коэффициент уплотнения грунтов основания; Ао – коэффициент |
|||||||||||||
отта ван я грунтов основания; hг.о – расчетная глубина оттаивания |
|||||||||||||
грунтов основан я, см; ро |
|
– удельное давление на поверхность грунта |
|||||||||||
основан я (от подвижной нагрузки и веса насыпи); для автомобильных |
|||||||||||||
дорог ро = 0,0735 МПа, при использовании геотекстиля в нижней части |
|||||||||||||
насыпи ро = 0,049 МПа; |
|
γ |
– плотность |
грунта |
основания, |
кг/см3; |
|||||||
Сибεо – начальный коэффициентАпористостиДИгрунта основания, доли единицы.
Стро тельную осадку торфяного грунта основания следует опреде-
лять по формуле |
(2.20) |
Sг.о =1−ее, |
|
hг.о |
|
где е – относительная осадка торфяного грунта основания при оттаивании под нагрузкой; устанавливают при инженерных изысканиях. Допускается принимать е по та л. 2.6.
|
|
|
|
|
|
Та лица 2.6 |
||
Суммарная влаж- |
Плотность, т/м3 |
Значение е при давлении, МПа |
||||||
ность грунта, доли |
грунта |
сухого |
||||||
|
|
|
|
|
||||
единицы |
грунта |
0,01 |
0,025 |
0,05 |
0,075 |
0,1 |
||
|
||||||||
2 |
1,02 |
0,34 |
0,13 |
0,19 |
0,27 |
0,31 |
0,38 |
|
4 |
0,98 |
0,20 |
0,20 |
0,27 |
0,37 |
0,41 |
0,44 |
|
6 |
0,95 |
0,13 |
0,24 |
0,32 |
0,43 |
0,48 |
0,52 |
|
8 |
0,92 |
0,10 |
0,28 |
0,37 |
0,48 |
0,54 |
0,58 |
|
12 |
0,89 |
0,07 |
0,31 |
0,41 |
0,53 |
0,60 |
0,65 |
|
16 |
0,86 |
0,05 |
0,33 |
0,43 |
0,57 |
0,64 |
0,69 |
|
Строительную осадку оттаивающих грунтов основания при послойной отсыпке насыпи в летний период определяют по следующим формулам:
|
Sг.о1 |
= Ам.п h м.п + ам.п h м.п Ро; |
(2.21) |
|
Sг.о2 |
= Ам.п h м.п + Аг.о h г.о1 |
+ аг.о h г.о1 Ро; |
(2.22) |
|
|
Sг.о3 |
= ам.п h м.п Ро + |
аг.о h г.о2 Ро, |
(2.23) |
где Ам.п, Аг.о – коэффициент оттаивания соответственно мохорастительного покрова и грунта основания; ам.п, аг.о – коэффициент уплотнения соответственно мохорастительного покрова и грунта основания; Ро –
нагрузка на основание от веса уплотняющих средств и веса насыпи,
71
МПа; hг.о1, hг.о2 – толщина слоя грунта основания, оттаивающего соответственно при отсыпке второго и третьего слоев насыпи, см.
Значения Ам.п, ам.п, Аг.о, аг.о принимают согласно табл. 2.7. Учитывая, что влажность грунтов основания после уплотнения уменьшается, в расчетах по формулам (2.22) и (2.23) настоящего приложения следует принимать Аум.п = 0,7; Ауг.о = 0,8.
Давление на оттаивающие грунты основания определяют по фор- |
||||||||
СибАДИ |
||||||||
мулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
а) от веса отсыпанного слоя насыпи и собственного веса оттаиваю- |
||||||||
щего грунта основан я: |
|
|
|
|
|
γ(hг.о −hм.п ) |
|
|
P =γ |
h +γ |
м.п |
h |
м.п |
+ |
|
, |
|
1 |
н н |
|
2 |
|
(2.24) |
|||
где γн – плотность грунта насыпи, кг/см3; hн – толщина (в уплотненном
состоян ) отсыпанного слоя насыпи, см; |
γм.п – плотность мохорасти- |
тельного покрова (торфа), кг/м3; hм.п – толщина мохорастительного по- |
|
крова, см; |
|
б) от уплотняющ х средств |
|
Р2 = σ Рп ξ, |
(2.25) |
где σ – напряжения, возникающие в слое грунта от уплотняющих средств на расчетной глу ине (принимают по табл. 2.7 настоящего приложения), Па; Рп – давление в пневматических шинах уплотняющих
средств, Па; ξ – коэффициент динамичности; ξ = 1,5.
Глубину оттаивания hг.о грунтов основания, увеличивающуюся по мере производства земляных работ, определяют непосредственными измерениям или ориентировочно рассчитывают по формуле
|
hг.о = Vг Тот.г , |
(2.26) |
|
где Vг – скорость оттаивания грунта, см/сут; принимают по табл. 2.8 на- |
|||
стоящего приложения; Тот.г – время оттаивания слоя грунта, сут; прини- |
|||
мают в зависимости от сроков отсыпки слоев земляного полотна. |
|||
|
|
|
Таблица 2.7 |
Относительная глу- |
Напряжение σ, 104 |
Относительная глу- |
Напряжение σ, 104 |
бинах) ψ |
Па |
бинах) ψ |
Па |
0 |
9,80 |
2,5 |
3,230 |
0,25 |
9,80 |
3,0 |
2,450 |
0,50 |
10,39 |
4,0 |
1,470 |
0,75 |
10,49 |
5,0 |
0,980 |
1,00 |
9,51 |
7,0 |
0,490 |
1,50 |
6,66 |
10,0 |
0,345 |
2,00 |
4,61 |
20,0 |
0,098 |
х)Относительная глубина ψ равна отношению расстояния от поверхности насыпи до расчетного сечения nр к радиусу круга, равновеликого площади отпечатка спаренного колеса r.
72
|
|
|
Таблица 2.8 |
|
Грунт |
Скорость оттаивания, см/сут, в дорожно-климатической подзоне |
|||
11 |
12 |
13 |
||
|
||||
Супесь |
3,0 – 4,3 |
3,5 – 4,8 |
5,7 – 7,2 |
|
углинок |
2,3 – 3,4 |
2,9 – 4,3 |
4,4 – 6,8 |
|
Глина |
1,4 – 3,0 |
2,4 – 4,0 |
2,8 – 5,2 |
|
СибАДИ22. Наледи борьба с ними. |
||
|
|
Контрольные задания |
1. |
Техн ческая класс фикация автомобильных дорог общего пользования. |
|
2. |
Вечномерзлые грунты, основные понятия и термины. |
|
3. |
Дорожно-кл мат ческое районирование зоны вечной мерзлоты. |
|
4. |
Вечномерзлые грунты и их распространение в России. |
|
5. |
Дорожно-кл мат ческое районирование первой ДКЗ. |
|
6. |
Подзоны первой ДКЗ, их распространение, количество и названия. |
|
7. |
Влажность грунтов деятельного слоя. |
|
8. |
Мощность деятельного слоя каждой подзоны, рельеф. |
|
9. |
Т пы местности по характеру увлажнения. |
|
10. Пр нц пы проект рования земляного полотна в зоне вечноймерзлоты. |
||
11. |
Расчетное состоян е грунтов основания в I ДКЗ. |
|
12. |
Требование к грунтам земляного полотна. |
|
13. |
Конструкции земляного полотна. |
|
14. |
Методика назначения высоты насыпи в зоне вечной мерзлоты. |
|
15. |
Теплотехнические расчеты при назначении высоты насыпей. |
|
16. |
Конструкции земляного полотна при первом принципе проектирова- |
|
|
ния, расчет высоты насыпей. |
|
17. |
Классификация вечномерзлых грунтов по физическому состоянию |
|
|
(по температуре грунта). |
|
18. |
Назначение высоты насыпей по допускаемой величине осадок грун- |
|
|
тов основания в зоне вечной мерзлоты. |
|
19. |
Особенности расчета дорожных конструкций на прочность в I ДКЗ. |
|
20. |
Особенности водно-теплового режима дорожных конструкций в |
|
|
I ДКЗ учет их при проектировании. |
|
21. |
Мерзлотные явления в зоне вечной мерзлоты. |
|
23. Особенности изысканий и трассирования дорог в зоне вечной мерзлоты.
73
Бланк задания к лабораторной работе № 1
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации |
|
ибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СИБАДИ) |
|
СибАДИ |
|
|
Кафедра “Проектирование дорог” |
|
ЗАДАНИЕ |
|
на выполнение лабораторной работы № 1 |
|
на тему «Расчёт земляного полотна в зоне вечной мерзлоты» |
по д сц пл не «Проектирование дорог в сложных природных условиях |
|
|
Си ири и Крайнего Севера» |
Студенту(ке) |
группа (курс) |
Выдано |
Срок сдачи |
|
1. ИСХОДНЫЕ Д ННЫЕ |
1. Номер варианта (исходные данные см. в таблице) |
|
|
2. СОСТ В КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ |
2.1. Произвести расчёт высоты насыпи по 1-му принципу проектирования. |
|
2.2. Произвести расчёт высоты насыпи по 2-му принципу проектирования. |
|
2.3. Определить высоту насыпи на метелевую снегонезаносимость. |
|
2.4. Определить высоту насыпи на снегопадную снегонезаносимость. |
|
2.5. Назначить рекомендуемую рабочую отметку. |
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
1. ВСН 84-89. Минтрансстрой СССР. Изыскания, проектирование строительство |
|
автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты. – М.: Союз- |
|
дорнии, 1990. – 272 с. |
|
2.Расчёт высоты насыпи земляного полотна в зоне вечной мерзлоты: учебное пособие / Г.И. Гречнева, В.С.Акимова.
Задание выдала__________________________________Гречнева Г.И.
74
|
СибАДИ |
Приложение 2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные для выполнения лабораторной работы |
|
|
(обязательное) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
на тему «Расчёт земляного полотна в зоне вечной мерзлоты» |
|
Таблица П. 2.1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Район |
Грунт основан я |
Толщ на |
Грунт |
Дорожная одежда, см |
Кате |
|
Расчетная |
|
Характеристика ме- |
||||
ва- |
проек- |
|
|
|
мохора- |
насыпи |
|
|
|
го- |
|
толщ. |
|
стности, крутизна |
Наиме |
влаж |
ч сло |
по- |
основание, |
подсти- |
|
||||||||
риан |
тирова- |
но- |
ность |
пла- |
ст тель- |
земля- |
кры |
черный |
лающий |
рия |
|
снеж. пок |
|
склона |
та |
ния |
вание |
W, % |
ст чно- |
ного слоя |
ного по- |
тие |
щебень |
слой, |
до- |
|
рова с 5% |
|
|
|
|
|
|
сти Iп |
hмр, м |
лотна |
а/б |
(щеб.) |
ПГС |
роги |
|
ВП, м |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
12 |
|
13 |
1 |
Нарьян - |
Сугл. |
38 |
10 |
0,10 |
Песок |
5 |
10 |
20 |
I |
|
0,50 |
|
Вблизи вершины, на- |
Мар |
легкий |
м/з |
|
ветренная сторона, 1:15 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Амбер- |
Сугл. |
|
|
|
Песок |
|
|
|
|
|
|
|
Верхняя часть склона, |
2 |
тяже- |
40 |
12 |
0,20 |
6 |
12 |
25 |
I |
|
0,55 |
|
наветренная сторона, |
||
ма |
к/з |
|
|
|||||||||||
|
лый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1:15 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
Воркута |
Глина |
42 |
17 |
0,30 |
Песок |
7 |
14 |
30 |
I |
|
0,60 |
Верхняя часть склона, на- |
|
к/з |
|
|
ветренная сторона, 1:20 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
Сале- |
Супесь |
30 |
2 |
0,40 |
Песок |
8 |
10 |
35 |
I |
|
0,65 |
Нижняя часть склона, на- |
|
хард |
легкая |
м/з |
|
|
ветренная сторона, 1:10 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5 |
Тарко - |
Супесь |
35 |
5 |
0,20 |
Песок |
5 |
12 |
40 |
I |
|
0,65 |
Нижняя часть склона, на- |
|
Сале |
ср/з |
|
|
ветренная сторона, 1:20 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6 |
Диксон |
Сугли- |
38 |
13 |
0,30 |
Песок |
6 |
14 |
20 |
I |
|
0.70 |
Нижняя часть склона, на- |
|
нок |
к/з |
|
|
ветренная сторона, 1:30 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7 |
Усть- |
Глина |
45 |
18 |
0,4 |
Песок |
7 |
10 |
25 |
I |
|
0,50 |
Верхняя часть склона, на- |
|
Порт |
м/з |
|
ветренная сторона, 1:20 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
8 |
Дудинка |
Супесь |
31 |
7 |
0,10 |
Песок |
8 |
12 |
30 |
I |
|
0,55 |
Верхняя часть склона, на- |
|
ср/з |
|
ветренная сторона, 1:30 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9 |
Игарка |
угли- |
40 |
14 |
0,20 |
Песок |
9 |
14 |
60 |
I |
|
0,60 |
Нижняя часть склона, на- |
|
нок |
к/з |
|
ветренная сторона, 1:30 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
75