Оценка устойчивости и прогноз осадки насыпи на слабом основании

Анализ условий залегания и работы слабых грунтов в основании насыпи

На основе данных инженерно-геологических изысканий в толще предварительно выделяют расчетные слои с учётом предварительно выделенных литологически однородных слоев по показателям их состояния и свойств, установленных по результатам полевых испытаний или по классификационным таблицам.

При этом за однородный принимается такой слой, в пределах которого значения основных классификационных показателей для той или иной разновидности грунта не выходят за пределы диапазона их величин в соответствующих таблицах и не менее 90 % их значений укладывается в этом диапазоне. Выделение однородного слоя удобно проводить с помощью графика рассеяния значений показателей состава, состояния или свойств грунта. Методика выделения расчетных слоев изложена в приложении 3 (В).

Определяется высота насыпи (на участках залегания слабых грунтов), руководствуясь отметками продольного профиля.

Назначают способ определения показателей механических свойств слабых грунтов в зависимости от категории дороги, сроков строительства, стадии проектирования. При этом используют:

- табличные и справочные данные на 1-м этапе изысканий;

- данные полевых испытаний на 2-м этапе изысканий;

- данные лабораторных испытаний на 3-м этапе изысканий.

С учетом установленных однородных слоев, анализа состава, состояния и свойств слабых грунтов, высоты насыпи выделяются наиболее характерные расчётные участки по трассе дороги и расчётные поперечники на них с наихудшими условиями работы слабых грунтов (максимальная высота насыпи, максимальная мощность слабого основания, наиболее слабые грунты, максимальное удаление от водопроницаемых слоев и др.).

Раздел 2. Напряженно-деформированные состояния слабых грунтов основания автомобильных дорог

Тема 1. Оценка напряженно-деформированного состояния грунтов в основании

Лекция 1. Оценка напряженно-деформированного состояния грунтов в основании

Вопрос 1. Построение расчетное модели насыпи на слабом основании

При прогнозе устойчивости и осадки слабого грунта в основании насыпи необходимо определять напряжения, которые будут возникать в грунте под нагрузкой от веса насыпи, собственного веса грунта (статические нагрузки) и от подвижного состава (динамические нагрузки).

Для определения напряженного состояния основания насыпи используются решения плоской задачи теории линейно-деформированного однородного полупространства, загруженного с поверхности нагрузкой, распределенной по тому или иному закону. В качестве базовой схемы используется трапециевидная нагрузка. Для прогноза конечной величины и хода осадки во времени используют схему одномерного компрессионного сжатия.

Напряжение от собственного веса грунта при его горизонтальной поверхности в однородной толще рассчитывается по формуле

_Z = _X = _Y = _гр ∙ Z_i,                                                     (6)

где _Z, _X, _Y - компоненты нормального напряжения;

_гр - удельный вес грунта основания;

Z_i - расчетный горизонт.

В неоднородной толще нормальные напряжения от собственного веса грунта определяют по формуле

                                                  (7)

где _гр, и h_t - удельный вес и мощность слоя грунта i-го слоя.

Для грунтов, находящихся ниже уровня грунтовых вод, следует учитывать силы взвешивания используя формулу

                                                            (8)

где   - удельный вес грунта с учетом взвешивания;

_в - удельный вес воды, равный 10 кН/м³.