Материал: Часть 9
3. Нагрузки на слабое основание земляного |
|
|
||
полотна |
Общая схема передачи нагрузки на |
|||
|
||||
|
земляное полотно и его основание |
|||
|
|
|
п − поезднаянагрузка |
|
|
всп− |
|
всп |
− нагрузкаотвесаверхнего |
4,0 м |
|
|
строенияпути |
|
|
п− |
|
− нагрузкаотвеса |
|
иболее |
|
|
грунтовнасыпи |
|
|
|
|
− |
|
|
Слабый грунт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прочный минеральный грунт |
|||
При расчетах прочности и осадок (упругих и остаточных) слабого основания нагрузка от веса верхнего строения пути и поездная нагрузка учитываются при высоте насыпного слоя с учетом просевшей части менее 4,0 м. В противном случае – не учитываются, поскольку при мощности насыпного слоя 4,0 м и более их значения на поверхности основания практически равны нулю
|
Нагрузка на основание в процессе осадки |
|
На примере,когда уровеньводы |
|
||||||||||||
|
|
насыпи |
|
|
|
совпадает с поверхностью болота |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
взв |
= н |
− |
2 |
|
|
|||
, кПа |
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
||||||
|
= н |
+ кон |
t, мес. |
стаб |
|
|
|
t |
|
0,00 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
взв |
|
|
|
|
|
|
взв |
|
|
|
|
|
|
|
= н |
+ кон − |
+ н |
|
|
стаб |
н |
|
|
|
кон |
|
|
||
|
|
|
н |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
+ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кон |
||
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начало строительства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
годы) |
||||
|
|
|
стаб |
|
|
t, месяцы ( |
, м |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4.Напряженное состояние основания земляного полотна
при простейшем очертании нагрузки (в виде равнобокой трапеции)
n = 2Ba
главные напряжения: 1 и 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1R4 |
|
|
||
|
|
|
|
n(α1 |
+α2 +α3 )+(α1 +α3 )+d (α1 −α3 )−v |
ln |
|
|
+ |
|||||||||||||||||||||||
σ1 |
|
1 |
|
R R |
|
|||||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|
||
p |
π n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
R R |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
|
+v |
|
ln2 |
1 4 |
|
+(α1 −α3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1R4 |
|
|
||
|
|
|
|
n(α1 |
+α2 +α3 )+(α1 +α3 )+d |
(α1 −α3 )−v |
ln |
|
|
− |
||||||||||||||||||||||
σ2 |
|
1 |
|
|
R R |
|
||||||||||||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|
||
p |
π n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
R R |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 |
|
|
|
−v |
|
ln2 |
|
|
1 4 |
+(α1 −α3 ) |
|
|
|
и |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
и касательные |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
σpz |
= π1n |
n(α1 |
+α2 |
+α3 )+(α1 +α3 )+d (α1 −α3 ) |
|
||||||||||||||||||||||||
|
нормальные напряжения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжения |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
σ |
|
|
|
1 |
|
n(α1 +α2 +α3 )+(α1 |
+α3 )+d (α1 |
−α3 )− |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
px |
|
|
−2 v ln |
R1R4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
π n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τz |
= − |
|
v |
(α1 − |
α3 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
При сложном очертании эпюры внешнего воздействия от веса несимметричной насыпи на поверхность слабого основания используют метод суммирования напряжений от различных простейших эпюр (распределенных по закону прямоугольника или треугольника), на которые разбивается фактическая сложнаяэпюранапряжений. Решаютзадачувосновномс использованиемЭВМ.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5. Методы оценки несущей способности слабого |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
Мора - Кулона |
1 |
− 2 |
|
1 + 2 |
|
|
|
|||
основания и устойчивости откосов земляного полотна |
|
|
||||||||
где – большее главное напряжение; |
|
– |
|
= |
2 |
sin + cos |
|
|
||
Условие прочности |
|
2 |
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
|
меньшее главное напряжение; |
|
– угол |
|||||
|
|
|
|
|
||||||
внутреннего трения грунта основания; С – удельное сцепление грунта
В тех точках основания, где выполняется это соотношение, наступает
предельное напряженное состояние.
Дальнейшее изменение соотношения полусуммы и полуразности главных напряжений может привести к разрушению грунта в этих точках, т. е. к переходу его в запредельное состояние.
Если не только в одной точке, но и в соседних с ней, возникает запредельное напряженное состояние, то образуются целые зоны разрушения, локализация которых может быть различной в зависимости от очертания поперечного профиля насыпи
1 – зона разрушения
2 – дополнительное боковое сжатие
1
1
Основные подходы в решении задачи об оценке несущей способности слабого основания
1. Использование теории предельного равновесия грунтового массива
Суть пртеории состоит в определении предельной нагрузки , при которой грунт в целом переходит в
состояние предельного равновесия. Дальнейшее, даже |
||||||||||||
незначительное, |
|
увеличение |
|
нагрузки |
вызывает |
|||||||
разрушение основания с образованием сплошных |
||||||||||||
поверхностейскольжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Основание не может считаться «безопасным» |
||||||||||
еще до момента наступления такого состояния. Таким |
||||||||||||
образом, необходимо знать не предельную нагрузку, а |
||||||||||||
допустимую или |
|
безопасную |
|
нагрузку |
|
, которая |
||||||
еще работатьнормальнобез . с |
пр |
сооружение может |
||||||||||
меньше предельной, и при которой |
|
|
|
без |
|
|||||||
где |
с |
– |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициент условий работы; |
|
– коэффициент |
|||||||
надежности по ответственности сооружения (по СП |
||||||||||||
22.13330.2012) |
|
Условие обеспечения несущей |
||||||||||
способности основания земляного полотна
факт ≤ безфактили≤ с пр