Определение расчетной плотности грунта в расчетных сечениях

Расчет потребной плотности грунта выполняется методом последовательного приближения.

Постоянно действующие в земляном полотне напряжения а, определяется по формуле:

(1.19).

где в.с. — напряжения возникающее от веса верхнего строения пути принимаемое по таблице 1, кПа; - напряжения от собственного веса грунта, определяется по формуле (1.20), кПа.

(1.20).

где — удельный вес (i-го) слоя грунта, в котором определяются напряжения; предварительно принимается равным кПа;

— удельный вес вышележащего слоя грунта, кПа;

hi — толщина i-го слоя грунта, м;

(i-1) — напряжение от собственного веса вышележащего (i — 1) слоя грунта, кПа.

Полное напряжение в расчетной точке 0 определяется по формуле (1.21) или (1.22).

• 0 = Р + в.с.+ (1.21)
• 0 = р+а (1.22)

где р — напряжение от подвижного состава, принимается по таблице 1, кПа.

Плотность грунта d определяется по формуле:

(1.23).

где s — удельный вес частиц грунта, s = 27,1 кН/м3 (по заданию);

e0 — коэффициент пористости грунта определяется по формуле:

e0 = eан — Кe (eа — e0), (1.24).

где eан — начальный коэффициент пористости по ветви нагрузки (рисунок 5), соответствующий напряжению а;

Ke — коэффициент многократности приложения нагрузки Ke = 1,27 (по заданию);

eа, e0 — величины, определяемые по формулам (1.25) и (1.26) соответственно:

eа = eан — eак =0,104, (1.25).

где eак — конечный коэффициент пористости по ветви разгрузки (рисунок 5) соответствующей напряжению а.

e0 = e0н — e0к, (1.26).

где e0н и e0к — соответственно начальный и конечный коэффициенты пористости по ветвям нагрузки и разгрузки (рисунок 5), соответствующие напряжению 0.

Удельный вес грунта 0 определяется по формуле.

0 = d (1+W0), (1.27).

где W0 — весовая влажность грунта W0 = 0,24 (по заданию).

Расчет для данной точки можно считать завершенным, если выполняется условие:

(1.28).

где — удельный вес грунта в i-ой точке подсчитываемый как кН/м3;

— удельный вес грунта определенный по формуле (1.27).

В противном случае делается перерасчет. При этом новое значение принимается равным .

Ниже приведен расчет плотности грунта для всех расчетных точек.

Точка 0.

• (кПа);
• (кПа).

По компрессионным кривым (рисунок 5):

;

;

;

;

;

;

;

(кН/м3);

(кН/м3).

Точка 1.

Принимаем (кН/м3).

(кН/м3);

• (кПа);
• (кПа);

По компрессионным кривым (рисунок 5):

;

;

;

;

;

;

;

• (кН/м3);
• (кН/м3);

Проверяем условие.

т.е. условие выполняется.

Окончательно для точки 1 принимаем кН/м3.

Точка 2.

Принимаем (кН/м3).

(кН/м3);

• (кПа);
• (кПа).

По компрессионным кривым (рисунок 5):

;

;

;

;

;

;

;

(кН/м3);

(кН/м3).

Проверяем условие.

т.е. условие не выполняется.

Перерасчет для кН/м3.

(кН/м3);

• (кПа);
• (кПа).

По компрессионным кривым (рисунок 5):

;

;

;

;

;

;

;

(кН/м3);

(кН/м3).

Проверяем условие.

т.е. условие выполняется.

Окончательно для точки 2 принимаем кН/м3.

Точка 3.

Принимаем (кН/м3).

(кН/м3);

(кПа);

(кПа);

По компрессионным кривым (рисунок 5):

;

;

;

;

;

;

;

(кН/м3);

(кН/м3).

Проверяем условие.

т. е. условие выполняется.

Окончательно для точки 3 принимаем кН/м3.

По полученным данным построены эпюры напряжений, коэффициента пористости е0 и удельного веса грунта 0 (рисунок 6).

Среднее значение 0 определяется по формуле.

(1.29).

где n — количество найденных, n = 4.

(кН/м3).

Среднее значение е0 определяется по формуле.

(1.30).

где n — количество найденных, n = 4.

.