Проектирование поперечного профиля насыпи

Проектирование поперечного профиля насыпи

Расчёт устойчивости насыпи

Поперечный профиль насыпи проектируется по условию обеспечения ее устойчивости. Коэффициент устойчивости насыпи из глинистых грунтов определяется графоаналитическим способом, при круглоцилиндрической поверхности смещения. Графически определяют размерные параметры b_i, h_i-1, h_i площадей ω_i отсека.

Поперечный профиль насыпи вычерчиваем по типовым очертаниям m₁=1,5; m₂=1,75. Нагрузки p_п, p_ВС заменяем эквивалентным (фиктивным) столбиком грунта шириной b_э=b_п=2,75м, высотой:

где p_п – интенсивность полосовой нагрузки, кПа;

p_вс – интенсивность верхнего строения пути, кПа;

b_п – ширина полосовой поездной нагрузки, м;

b_вс – ширина верхнего строения пути, м;

γ_н – удельный вес грунта насыпи, кН/м³.

Устанавливаем точки (подошвы откоса А, удаленного конца шпалы В) через которые пройдет возможная кривая смещения. Соединяем точки хордой АВ, к середине восстанавливаем перпендикуляр (ОМ), проводим вспомогательную линию под углом 30^◦-36^◦ к горизонтальной нижней грани фиктивного столбика грунта до пересечения с линией центров в точке О. Радиусом R=OA=OB описываем кривую возможного смещения, опускаем вертикаль ОС.

Массив смещения грунта разбивается на отсеки (3-6м) через характерные точки переломов поперечного профиля, на границах грунтов насыпи и основания, отсеков сдвигающих сил Т_icg и удерживающих Т_iyg (слева от ОС) на границах фиктивного столбика грунта.

Измеряем в масштабе расчетной схемы горизонтальные расстояния x_i от вертикали до середины каждого отсека – проекции радиуса R_i; размеры отсеков: высоту h_i, ширину b_i.

Необходимая (нормативная) плотность грунта , которая обеспечивает прочность насыпи, и удельный вес грунта насыпи определяются по формулам:

где p_sн – плотность частиц грунта, т/м³;

e₀ – коэффициент пористости;

W_н – влажность грунта насыпи, %;

g – ускорение силы тяжести, м/сек².

Вычисляют площади отсеков:

где h_i-1, h_i – высота отсека, м;

b_i – ширина отсека, м.

Измеряют радиус R, проекции радиуса x_i для каждого отсека. Определяют синусы, косинусы углов β_i между направлениями вертикальных векторов веса и радиуса для каждого отсека:

Коэффициент трения насыпи:

где φ_н – угол внутреннего трения грунта, град.

Измеряют центральный угол α_н; длину основания отсеков или вычисляют длину кривой:

Коэффициент устойчивости рассчитывается по формуле:

(1.9)

где М_уд, М_сд – моменты удельного сдвига сил;

, – сумма сил удерживающих и сдвигающих.

В развёрнутом виде формула имеет вид:

(1.10)

где С_н – удельное сцепление грунта, кПа;

_i – угол наклона плоскости смещения, град;

_i – площадь части грунтового массива, м²;

l_i – длина основания отсека (дуги смещения), м;

f_н – коэффициент трения насыпи.

Должно быть

Таблица 1.1 – Расчетные показатели коэффициента устойчивости (R=27 м).

Наименование показателей	Значение расчетных показателей по отсекам	Сумма
	21,7	19,4	16,3	11,8	7,3	2,1	0,5	2,0
	0,803	0,718	0,603	0,437	0,270	0,077	0,018	0,074
	0,595	0,695	0,797	0,899	0,962	0,969	0,9998	0,997
	2,79	1,8	4,5	4,4	5,8	4,9	1,7	2,0
	5,8		5,6	5,3	4,3	3,2	1,3
		5,6	5,3	4,3	3,2	1,3		-
	13,67	8,64	24,53	21,12	21,75	11,03	1,96
	254,81	161,05	457,23	393,67	405,42	205,60	36,53	18,64
	151,64	112,01	364,73	354,07	390,34	199,33	36,52	18,59	1627,2
	204,79	115,71	275,71	172,03	109,59	15,98	0,67	13,79	908,27

 

.

 

Заключение

В ходе работы, в соответствии с исходными данными, был произведён расчёт устойчивости железнодорожной насыпи. Поскольку больше заданного К=1,2, то насыпь устойчивая.

Так же был произведен расчет обыкновенного стрелочного перевода, определены расчетные характеристики стрелки, определена марка крестовины, определены линейные размеры элементов стрелки, линейные размеры крестовины и контррельсов, основные осевые размеры стрелочного перевода, рассчитаны ординаты переводной кривой.

Посчитав значение коэффициента усадки получилось значение больше заданного равного 1,2. Следовательно насыпь устойчивая.

 

 

Проектирование поперечного профиля насыпи

Расчёт устойчивости насыпи

Поперечный профиль насыпи проектируется по условию обеспечения ее устойчивости. Коэффициент устойчивости насыпи из глинистых грунтов определяется графоаналитическим способом, при круглоцилиндрической поверхности смещения. Графически определяют размерные параметры b_i, h_i-1, h_i площадей ω_i отсека.

Поперечный профиль насыпи вычерчиваем по типовым очертаниям m₁=1,5; m₂=1,75. Нагрузки p_п, p_ВС заменяем эквивалентным (фиктивным) столбиком грунта шириной b_э=b_п=2,75м, высотой:

где p_п – интенсивность полосовой нагрузки, кПа;

p_вс – интенсивность верхнего строения пути, кПа;

b_п – ширина полосовой поездной нагрузки, м;

b_вс – ширина верхнего строения пути, м;

γ_н – удельный вес грунта насыпи, кН/м³.

Устанавливаем точки (подошвы откоса А, удаленного конца шпалы В) через которые пройдет возможная кривая смещения. Соединяем точки хордой АВ, к середине восстанавливаем перпендикуляр (ОМ), проводим вспомогательную линию под углом 30^◦-36^◦ к горизонтальной нижней грани фиктивного столбика грунта до пересечения с линией центров в точке О. Радиусом R=OA=OB описываем кривую возможного смещения, опускаем вертикаль ОС.

Массив смещения грунта разбивается на отсеки (3-6м) через характерные точки переломов поперечного профиля, на границах грунтов насыпи и основания, отсеков сдвигающих сил Т_icg и удерживающих Т_iyg (слева от ОС) на границах фиктивного столбика грунта.

Измеряем в масштабе расчетной схемы горизонтальные расстояния x_i от вертикали до середины каждого отсека – проекции радиуса R_i; размеры отсеков: высоту h_i, ширину b_i.

Необходимая (нормативная) плотность грунта , которая обеспечивает прочность насыпи, и удельный вес грунта насыпи определяются по формулам:

где p_sн – плотность частиц грунта, т/м³;

e₀ – коэффициент пористости;

W_н – влажность грунта насыпи, %;

g – ускорение силы тяжести, м/сек².

Вычисляют площади отсеков:

где h_i-1, h_i – высота отсека, м;

b_i – ширина отсека, м.

Измеряют радиус R, проекции радиуса x_i для каждого отсека. Определяют синусы, косинусы углов β_i между направлениями вертикальных векторов веса и радиуса для каждого отсека:

Коэффициент трения насыпи:

где φ_н – угол внутреннего трения грунта, град.

Измеряют центральный угол α_н; длину основания отсеков или вычисляют длину кривой:

Коэффициент устойчивости рассчитывается по формуле:

(1.9)

где М_уд, М_сд – моменты удельного сдвига сил;

, – сумма сил удерживающих и сдвигающих.

В развёрнутом виде формула имеет вид:

(1.10)

где С_н – удельное сцепление грунта, кПа;

_i – угол наклона плоскости смещения, град;

_i – площадь части грунтового массива, м²;

l_i – длина основания отсека (дуги смещения), м;

f_н – коэффициент трения насыпи.

Должно быть

Таблица 1.1 – Расчетные показатели коэффициента устойчивости (R=27 м).

Наименование показателей	Значение расчетных показателей по отсекам	Сумма
	21,7	19,4	16,3	11,8	7,3	2,1	0,5	2,0
	0,803	0,718	0,603	0,437	0,270	0,077	0,018	0,074
	0,595	0,695	0,797	0,899	0,962	0,969	0,9998	0,997
	2,79	1,8	4,5	4,4	5,8	4,9	1,7	2,0
	5,8		5,6	5,3	4,3	3,2	1,3
		5,6	5,3	4,3	3,2	1,3		-
	13,67	8,64	24,53	21,12	21,75	11,03	1,96
	254,81	161,05	457,23	393,67	405,42	205,60	36,53	18,64
	151,64	112,01	364,73	354,07	390,34	199,33	36,52	18,59	1627,2
	204,79	115,71	275,71	172,03	109,59	15,98	0,67	13,79	908,27

 

.