Изыскания и проектирование автомобильных дорог на многолетнемерзлых грунтах

Рис. 5.4 . Номограмма значений коэффициента α 2 учитывающего неравномерное увлажнение по глубине земляного полотна в зависимости от величины m = Ев/Ен и относительной глубины расположения слоя Z / H Рис. 5.5 . Изменение модуля деформации оттаивающего супесчаного грунта (при λ = 0,01) на одном из опытных участков: 1 - для средних значений модуля деформаций; 2 - для минимальных значений 6. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ДОРОЖНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРОЧНОСТЬ При расчете прочности конструкции дорожных одежд в зоне вечной мерзлоты следует учитывать основные факторы водно-теплового режима земляного полотна, руководствуясь в основном ВСН 46-83 и ВСН 84-75. При этом дорожная конструкция (земляное полотно в комплексе с дорожной одеждой) должна удовлетворять трем условиям:  ;                                                                                (6.1)  ;                                                                                      (6.2)  ,                                                                                    (6.3) где   - общий модуль упругости дорожной конструкции, МП а;   - требуемый модуль упругости дорожной конструкции, определяемый по формуле (6.4) в зависимости от расчетной нагрузки, состава и интенсивности перспективного движения и длительности расчетного периода, МПа ; σ р - наибольшее растягивающее напряжение при изгиба в материале рассматриваемого слоя одежды, МПа , R - предельно допустимое растягивающее напряжение при изгибе в материале конструктивного слоя с учетом усталостных явлений, МПа ; Т а - наибольшее активное напряжение сдвига в грунте или слабосвязном материале конструктивного слоя одежды, которое слагается из активных напряжений сдвига oт временной нагрузки τ а и веса вышележащих слоев τ а, МПа ; [Т а] - допустимое активное напряжение сдвига в грунте земляного полотна или в слое дорожной одежды, МПа. Величины  , σ р, R , Т а, [Т а] определяют по рекомендациям и указаниям ВСН 46-83. Требуемый модуль упругости дорожной конструкции определяют по формуле                                                                   ( 6.4) где E тр - требуемый общий модуль упругости дорожной конструкции, определяемый по ВСН 46-72, то есть без учета длительности расчетного периода; Р - нагрузка от расчетного автомобиля на дорожное покрытие, МПа; λ у - допустимый упругий прогиб дорожной конструкции, устанавливаемый в зависимости от материала покрытия и условий его работы в рассматриваемом районе; K - коэффициент, учитывающий длительность расчетного периода, Автором установлены следующие средние значения коэффициента K для всех дорожно-климатических районов зоны вечной мерзлоты: для района I 1 - K = 1,3; I2 - K = 1,2; I3 - K = 1,1. Разработана также номограмма ( рис. 6.1), позволяющая дифференцированно определить коэффициент К для различных конкретных пунктов зоны вечной мерзлоты. Нормативные нагрузки на дорогах общей сети ( I - V категорий) и для городских дорог принимают по BCН 46-83. На подъездных и внутренних дорогах промышленных предприятий нормативную нагрузку для дорог III-п и IV-п категорий принимают на основе технико-экономических расчетов из условия пропуска принятых расчетных типов автомобилей и автопоездов. Влияние мерзлого слоя на прочность при известной глубине оттаивания дорожной конструкции учитывают по формуле                                                                         (6.5) где   - общий модуль упругости (деформации) оттаявшего грунтового массива, МПа; Е у(д) - расчетное значение модуля упругости (деформации) грунта, определяемое по табл. 6.1 и 6.2 или при известной расчетной влажности по графикам ( рис. 6.2, 6.3), Мпа, А' у(д) - комплексный коэффициент, учитывающий влияние мерзлого слоя в зависимости от глубины оттаивания (Н от или Н от/Д) и неоднородное увлажнение земляного полотна и сезоннооттаивающего слоя по глубине определяют по табл. 6.3. Таблица 6.1 Грунт основания Расчетные значения кгс/см Еу Ед Суглинок пылеватый 90 - 150 30 - 60 Супесь пылеватая 110 - 120 40 - 80 Песок мелкий пылеватый 140 - 260 70 - 120 Суглинок с примесью до 20 % щебня 150 - 240 70 - 90 Суглинок с примесью до 50 % щебня 190 - 280 90 - 120 Примечание . Значения модулей упругости приведены по В.А. Давыдову, а модулей деформации - по Н.А. Пузакову. Расчетные прочностные и деформативные характеристики материалов принимают по ВСН 46-83, грунтов естественного основания - по табл. 6.1 и грунтов земляного полотна - по табл.6.2. Расчетные значения прочностных характеристик С и φ - грунтов естественного основания принимают по СНиПу. Величины расчетных модулей упругости и деформации, сцепления и угла внутреннего трения установлены в работах В.А. Давыдова [ 14, 16, 22] на основе фактического материала, полученного при многолетних обследованиях дорог и обработанного методами математической статистики (см. табл.6.2). Зависимость модуля деформации грунтов от их влажности (см. рис.6.2) может быть выражена уравнением                                                                      ( 6.6) где    - модуль деформации грунта при определенных значениях относительной деформации (λ = 0,01; 0,02; 0,03 и т.д.) и относительной влажности W осн Мпа;   - значение: модуля деформации грунта которое соответствует влажности предела текучести, Мпа; n - безразмерный коэффициент, зависящий от типа грунта и его физико-механических свойств. Значения модулей деформации грунтов на пределе текучести   и коэффициентов п устанавливают экспериментально. Выполненная статистическая обработка многочисленных экспериментальных данных позволила установить значения   и п для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты ( табл. 6.4). Модуль упругости грунтов земляного полотна является более стабильной характеристикой. Он в меньшей мере зависит от относительной деформации грунта. Основное влияние на величину модуля упругости грунта оказывает его влажность. Статистическая обработка фактических данных по определению модуля упругости Еу грунта позволила вывести аналогичную зависимость:  ,                                                                           (6.7) где Еу - значение модуля упругости грунта, соответствующее определенной влажности W отн, Мпа;   - значение модуля упругости грунта, соответствующее влажности предела текучести грунта, M Па; W отн - относительная влажность грунта; m – коэффициент, зависящий от вида грунта. Рис. 6.1 . Номограмма значений коэффициента К, учитывающего относительную длительность расчетного периода Д р.п, повторность и динамичность воздействия транспортных средств расчетной интенсивности движения N р Рис 6.2 . Зависимость модуля деформации грунтов земляного полотна от влажности: a - супеси; б - суглинки и глины; 1, 2, 3 - соответственно при λ 0 = 0,01; 0,02; 0,03 Таблица 6.2 Расчетные показатели грунтов земляного полотна Тип местности Грунт Подзона вечной мерзлоты I 3 - южная I 2 - центральная I 1 - северная W отн Е у С д φ W отн Е у С д φ W отн Е у С д φ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1-й Супеси легкие, оптимальные смеси 0,46 570 0,48 37 0,50 .500 0,45 36 0,56 420 0,44 36 Пески пылевидные, супеси тяжелые 0,56 420 0,42 36 0,59 390 0,39 33 0,63 350 0,36 32 Суглинки легкие и тяжелые 0,68 280 0,60 46 0,71 250 0,54 44 0,75 220 0,5 42 Супеси пылеватые и тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые и тяжелые пылеватые 0,82 180 0,18 15 0,83 175 0,16 14 0,84 160 0,13 11 2-й Супеси легкие, оптимальные смеси 0,53 460 0,44 36 0,56 420 0,42 34 0,65 340 0,4 33 Пески пылеватые, супеси тяжелые 0,73 290 0,3 34 0,74 285 0,27 25 0,75 280 0,25 22 Суглинка легкие и тяжелые, глины: 0,71 190 0,35 38 0,82 180 0,39 38 0,86 160 0,38 37 Супеси пылеватые и тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые и тяжелые пылеватые 0,89 140 0,16 14 0,92 130 0,14 12 0,94 120 0,12 10 3-й Супеси легкие, оптимальные смеси 0,54 440 0,4 35 0,62 360 0,39 33 0,71 300 0,35 31 Пески пылеватые, супеси тяжелые 0,78 260 0,2 22 0,80 250 0,22 20 0,82 240 0,18 15 Суглинки легкие и тяжелые, глины 0,82 180 0,28 32 0,84 160 0,25 30 0,87 150 0,23 26 Супеси пылеватые и тяжелые пылеватые, суглинки легкие пылеватые и тяжелые пылеватые 0,93 120 0,14 11 0,94 110 0,12 10 0,95 100 0,09 8 Примечания: 1. Значения модулей, влажности и: показателей сдвига даны для однородных по зерновому составу грунтов мощностью слоя не менее 0,8 м при требуемом уплотнении. 2. Расчетные показатели грунтов приведены при 55 %-ной обеспеченности. 3. Значения Е у и С даны в кгс/см 2, значения угла внутреннего трения - в градусах. Таблица 6.3 Значения коэффициентов А' у, А' д Относительная глубина оттаивании Н от /Д Относительный радиус штампа R /Д Супеси Суглинки и глины А' у А' д А' у А' д 0,125 4 354,1 362,2 292,2 304,2 0,25 2 81,3 85,4 67,0 69,4 0,5 .1 17,7 18,4 14,0 14,4 .1,0 0,5 3,4 3,5 2,45 2,5 1,5 0,33 1,28 1,31 0,84 0,86 2,1 0,24 0,64 0,65 0,41 0,42 2,5 0,2 0,50 0,51 0,34 0,35 3,0 0,17 0,43 0,45 0,33 0,34 3,3 0,15 .0,43 0,45 0,35 0,36 3,5 0,14 0,44 0,46 0,36 0,37 4,0 0,13 0,45 0,46 0,38 0,40 4,5 0,11 0,47 0,49 0,41 0,43 4,8 0,10 0,49 0,50 0,44 0,46 5,0 0,10 0,50 0,51 0,46 0,47 6,0 0,09 0,53 0,55 0,50 0,52 10,0 0,05 0,65 0,69 0,64 0,68 0 1,0 1,0 1,0 1,0 Таблица 6.4 Значения модуля деформации грунта Относительная глубина оттаивания Н от /Д λ0 = 0,01 λ0 = 0,02 λ0 = 0,03 n n n Супеси 60 2,42 50 2,07 45 1,62 Суглинки и глины 50 2,32 45 1,80 36 1,18 Формулы ( 6.4) и ( 6.7) справедливы в пределах значений относительной влажности грунта от 0,2 до 1,0 W тек (см. рис. 6.2, 6.3). Значения модулей упругости на пределе текучести грунта Е' у и коэффициента m устанавливают экспериментально. На основании статистической обработки многочисленных экспериментальных данных значения   и m для характерных грунтов зоны вечной мерзлоты приведены в табл. 6.5. Рис. 6.3 . Зависимость модуля упругости грунта от его влажности: 1 - суглинки и глины; 2 - супеси Таблица 6.5 Значения модуля упругости грунтов Грунт Е' у кгс/м 2 m Супеси 180 1,59 Суглинки и глины 106 2,40

Похожие:

	«Обеспечение сохранности автомобильных дорог путем мониторинга движения... Обеспечение сохранности автомобильных дорог путем мониторинга движения автомобильных транспортных		Основные недостатки проектной документации при проектировании автомобильных... Не представлено утверждённое техническое задание на проектирование государственным
	Рабочая программа Учебная дисциплина оп. 07 Эксплуатация дорожных... Специальность: 08. 02. 01 «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов»		Программа дисциплины Основы экономики для специальности 270831 строительство... Федерального государственного образовательного стандарта (фгос) по специальности среднего профессионального образования (спо) 270831...
	Сто алтгту 13. 62 0693 2011 Приложение в (обязательное) Силлабус (памятка) Дисциплина «Автоматизированное проектирование автомобильных дорог» общим объемом 144 часов изучается в течение 7 семестра, сопровождается...		Образовательное учреждение высшего профессионального образования... Область профессиональной деятельности выпускников: изыскания, проектирование и строительство железных дорог и сооружений путевого...
	Протокол заседания творческой группы Половникова С. А., зав отделением Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов		Дисциплина: Строительство автомобильных дорог и аэродромов Воспитательная: воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости
	Рабочая программа дисциплины «Реконструкция автомобильных дорог» В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие профессиональные компетенции		1. внебюджетные фонды и их классификация В частности, речь шла о создании устойчивой системы государственного пенсионного обеспечения; медицинского и социального страхования;...
	Проектирование зданий и сооружений на сезонно промерзающих пучинистых грунтах «Пучинистые грунты», которая отражает достигнутые результаты научных исследований тридцатилетней давности. Это вызвано очевидно с...		Доклад : «Инновационные решения в современном проектировании» Институт зао «Транспроект» выполняет полный комплекс работ по проектированию: диагностику, инженерные изыскания, проектирование,...
	Российское дорожное агенство типовые решения повосстановлению несущей... Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук		Методические указания к изучению дисциплины и выполнению контрольной... Целью дисциплины является изучение автомобильных дорог как транспортной инфраструктуры. Основной задачей дисциплины является закрепление...
	Доклад об осуществлении муниципального контроля за обеспечением сохранности... В доклад включены сведения об организации и проведении муниципального контроля за отчетный год и его эффективности, по следующим...		Пояснительная записка Показатель Доля отремонтированных автомобильных... Докладу о достигнутых значениях показателей эффективности деятельности органов местного самоуправления Заветинского района за 2011...