1. Построение кривой объемов

Задачу решают графически путем построения кривой объ­емов. Кривая объемов (рис. 3.1.) представляет собой интегральную кривую попикетного подсчета объемов земляных работ, приведенных на графике профильных объемов.

Для построения кривой объемов на миллиметровой бумаге про­водят горизонтальную линию, на которой отмечают положение всех пикетов, промежуточных и нулевых точек.

В каждой из точек вычерчивают ординаты, на которых откла­дывают в принятом масштабе алгебраические суммы объемов насыпей и выемок. Значение объемов выемок условно принимают со знаком плюс, а насыпей - со знаком минус. Соединив вершины ординат, по­лучают кривую объемов, все восходящие участки которых будут соответствовать на профиле выемкам, а нисходящие - насыпям. Максимумы и минимумы кривой объемов соответствуют нулевым точ­кам продольного профиля.

Всякая горизонтальная линия, пересекающая кривую объемов земляных масс, отсекут участок, на котором объем насыпи равен объему выемки. Это линия распределяющая. Площадь замкнутого многоугольника, ограниченная участком кривой и горизонтальной линией, показывает работу машин по продольному перемещению грунта.

Среднюю дальность перевозки грунта определяют как расстоянии но прямой между центром тяжести объема выемки и центром тяжести объема насыпи Lн :

,

где Fн и Fв - соответственно, площади замкнутых многоугольников насыпи и выемки; Vmах- максимальная ордината замкнутого многоугольника.

Рис. 3.1. Кривая объемов

Дня нашего примера, приведенного на рис. 3.1 ( ПК 14+00-ПК17+75).

F_Н = [(691*40)+(691+2275)*60+(2275+4548)*55+(4548+103бЗ)*45+

+(1063+12004) *25] / 2 = 905517.5 м⁴ ;

Fв= [(12004+6377)*25+( 6977*75)] / 2 =973425 м⁴ ;

L_СР=905517.5/12004 + 973425/12004 = 75.4+81.09 =156.49 м.

Данные анализа кривой распределения земляных масс следует рассматривать лишь как приближенно ориентировочные, не отражаю­щие полностью действительных условий перемещения грунта, так как, во-первых, при анализе кривой допускают, что грунт переме­щают строго по прямой линии между центрами тяжести объемов. Меж­ду тем фактическая дальность возки с учетом разворотов, возмож­ности движения только по участкам не круче определенных уклонов и расположения выездов на насыпи может существенно превышать эти расстояния. Во-вторых, условия работы землеройных машин и транспортных средств, а также обеспечение водоотвода из выемки в процессе работы могут препятствовать перемещению грунта из выемки в насыпь, если выемка расположена ниже по уклону дороги по отношению к насыпи. Существенные коррективы в решения, най­денные по кривой объемов, могут вноситься также с учетом ка­чества грунтов, разрабатываемых в выемках.

3.2. Определение поправочного коэффициента

При расчетах, уточняющих распределение земляных масс, при­нимают во внимание, что плотность грунта, залегающего в естест­венном состоянии (выемки, резервы, грунтовые карьеры), отличается от плотности грунта в построенной насыпи.

Для учета переуплотнения грунта в насыпи вводят поправоч­ный коэффициент относительного уплотнения, который определяют по формуле

где - удельный вес сухого грунта, который должен быть достигнут при сооружении земляного полотна, гс/см³; -удель­ный вес сухого грунта в естественном состоянии, гс/см³. В производственных условиях и устанавливают с по­мощью лабораторных исследований. В курсовом проекте требуемую плотность грунта определяют по формуле

где К_о - коэффициент оптимального уплотнения, установленный действующими нормами [2,3] (табл. 3.1.); - удельный вес сухо­го грунта, установленный по методу стандартного уплотнения и вычисляемый по формуле

где -удельный вес частиц грунта, гс/см³; V -содержание возду­ха в долях единицы: W₀ -оптимальная влажность в долях единицы.

Значения , V, W_о и плотность грунта в естественном состоянии допускается принимать по табл. 3. 2..

Для определения объемов грунта перемещаемого в насыпь, из выемки или резерва, необходимо профильные объемы насыпи умно­жить на коэффициент.

Для нашего примера на участке ПК 0+00 - ПК 5+00 грунт ос­нования представлен песком средней крупности ( W₀ =0.08 ; =2.66 гс/см³; V=0.07 г/г; =1.81 гс/см³).

Тогда. =2.66*( 1-0.07)/(1+0.08*2.66) = 2.04 гс/см³.

При K₀=0.95 = 0.95*2.04 = 1.94 гс/см³ ;

=1.94/1.81=1.07.

На участке ПК 14+00 - ПК 20+00 грунт основания представлен суглинком легким ( W₀ =0.18 ; =2.70 гс/см³; V=0.05 г/г; =1.64гс/см³).

Тогда. =2.70*( 1-0.05)/(1+0.18*2.70) = 1.73 гс/см³.

При K₀=0.95 = 0.95*1.73 = 1.64 гс/см³ ;

=1.64/1.64=1.00.