3 Розрахунок стійкості насипу графоаналітичним методом

При розрахунку графоаналітичним методом враховується тимчасове гусеничне навантаження типу НГ – 60 та постійне навантаження від власної ваги ґрунту насипу.

3.1Виконуємо розрахунок по заміні тимчасового навантаження від гусеничних машин на еквівалентне навантаження ґрунтового стовпа висотоюh₀, яка визначається за формулою:

(3.1)

де: – тиск на одну гусеницю

–кількість гусениць, встановлених на земляне полотно по ширині В₀

–кількість встановлених гусеничних машин по ширині земляного полотна

–ширина бази гусеничної машини по наружним розмірам, яка дорівнює 3,3м

–кількість зазорів між гусеничними машинами

–розмір зазору, який приймається між гусеничними машинами

- потрібна щільність грунту з урахуванням оптимальної вологості шарів насипу, т/м³.

3

.2Визначаємо ширину підошви насипу:

, (3.2)

де:

B-ширина земляного полотна, прийнята раніше, м

h_i- висотаi-х шарів насипу, м

3.3Виконуємо графічну побудову лініїАВ, на якій знаходиться радіус кривої сповзання.

Для визначення положення точки А ломану лінію відкосу заміняємо прямою, з’єднуючи бровку насипу земляного полотна з кромкою підошви.

З країв спрямленого відкосу проводять лінії до їх перетину під кутами і, які приймаємо в залежності від закладення відкосу, кут якого обчислюють за формулою:

(3.3)

Приймаємо значення кутів для

Для визначення точки Вна кресленні відкладаємо від лівої кромки підошви насипу вниз розмір, який дорівнює висоті насипу, а потім по горизонталі в сторону насипу відкладаємо розмірі наносимо точкуВ.

З’єднуємо прямою лінією точки АіВта отримуємо лінію, на якій лежить центр радіусу кривої сповзанняО.

3.4На прямійАВграфопобудовою знаходять центр радіусу кривої сповзанняО.

Спочатку намічена в верхній частині насипу точка кривої сповзання з’єднується прямою лінією з лівою кромкою підошви насипу.

Потім з середини цієї лінії проводимо перпендикуляр до перетину з прямою АВі на перетині отримуємо центр радіуса кривої сповзання.

3.5З центра проводимо криву, радіус якої визначаємо графічно.

3.6В межах кривої сповзання розбиваємо тіло насипу включаючи і шар ґрунту еквівалентного навантаження, на рівні вертикальні відсіки шириною по5м.

3.7На кривій сповзання всередині кожного відсіку наносимо точки з цифровим позначенням, і для кожної точки в межах відсіку находимо кути нахилу відрізків кривих сповзання до вертикалі за формулою:

(3.4)

де: Х_і – відстань віді-ї точки до вертикальної прямої, проведеної через цент радіуса кривої сповзання

R_i– радіусі-й кривої сповзання, який вимірюється по кресленню

3.8По розрахованимвизначаємо кутитата представляємо в формі таблиці

Таблиця 3.1 – Розрахунок значень по,,

Номер точки		, град.
1	0,831	56,24°	0,556
2	0,727	46,63°	0,687
3	0,627	38,79°	0,779
4	0,526	31,74°	0,850
5	0,426	25,20°	0,905
6	0,325	18,98°	0,946
7	0,225	13,00°	0,974
8	0,124	07,15°	0,992
9	0,024	01,38°	0,999
10	-0,076	-04,38°	0,997
11	-0,177	-10,18°	0,984
12	-0,277	-16,09°	0,961
13	-0,327	-19,11°	0,945

3.9 Графічним вимірюванням визначаємо площі кожного відсіку, причому, різні шари ґрунтів з різною потрібною щільністю обчислюємо окремо, так як подальше визначення ваги ґрунту у відсіках буде залежати від потрібної щільності ґрунту.

3.10 Визначаємо вагу ґрунту кожного відсіку з урахуванням різної площі та потрібної щільності шарів

(3.5)

Таблиця 3.2 – Розрахунок площ та ваги ґрунту у відсіках

№ Від.	Потрібна щільність ґрунту з урахуванням вологості		Площі відсіку	Вага ґрунту по шарам відсіку	Сумарна вага ґрунту відсіку
1	1	2,12	14,70	31,16	53,32
	2	1,91	11,60	22,16
2	1	2,12	15,45	32,75	113,93
	2	1,91	42,50	81,18
3	1	2,12	07,98	16,92	142,83
	2	1,91	65,92	125,91
4	1	1,91	77,00	147,07	147,07
5	1	1,91	78,00	148,98	148,98
6	1	1,91	76,50	146,12	146,12
7	1	1,91	72,00	137,52	137,52
8	1	1,91	65,50	125,11	125,11
9	1	1,91	55,50	106,01	106,11
10	1	1,91	44,00	84,04	84,04
11	1	1,91	30,00	57,30	57,30
12	1	1,91	12,50	23,88	23,88
13	1	1,91	0,30	0,57	0,57

3.10 Визначаємо нормальні та дотичнінапруження у всіх точках на кривій сповзання за формулами:

(3.6)

(3.7)

Таблиця 3.3– Розрахунок нормальних та дотичних напружень

Номер відсіку
1	17,32	44,31
	12,32
2	22,50	82,83
	55,77
3	13,18	89,55
	98,08
4	125,01	77,36
5	134,83	63,47
6	138,23	47,49
7	133,94	30,94
8	124,11	15,51
9	105,90	2,54
10	83,79	-6,39
11	56,38	-10,14
12	29,95	-6,61
13	0,54	-0,19

3.11 Виконується розрахунок коефіцієнта стійкості за формулою:

(3.8)

де: – розглядаємо як суму, яка складається по шарам

–довжина кривої сповзання по кресленні

–сумарна величина дотичних сил з урахуванням знаків "+" та "-"

3.13Визначаємо допустимий коефіцієнт стійкості з умови:

де: – коефіцієнт, який ураховує надійність даних про характеристиці грунтів, які залежать від кількості випробуваних зразків, приймається в межах 1,0-1,1

–коефіцієнт, який враховує категорію дороги

–коефіцієнт, який враховує ступінь шкоди для народного господарства в разі аварії спорудження

–коефіцієнт, який враховує відповідність розрахункової схеми природнім інженерно-геологічним умовам.

–коефіцієнт, який враховує вид ґрунту та його роботу в спорудженні

Таблиця 3.4 – Розрахункові параметри третього розділу

Шари ґрунтів насипу для кривої сповзання h, м	Радіус кривої сповзання R, м	Потрібна щільність з урахуванням вологості для кожного шару ґрунту потр.W, т/м^3	Ni для кожного шару, тс/м^2	Ті для всієї кривої сповзання, тс/м	tgni для кожного шару	Спі для кожного шару	L довжина кривої сповзання, м	Коефіцієнт стійкості Кст.	Коефіцієнт стійкості допустимий Кдоп.
3,09	49,8	2,12	53,00	430,67	0,49	4,7	4,4	1,69	1,31
4,5		1,91	1091,85		0,45	3,16	60,2
6		1,91			0,45	3,16
8,6		1,91			0,45	3,16
2,4		1,91			0,45	3,16

Висновок: Розрахункові параметри третього розділу зведені в таблиці 3.4, при

яких забезпечується стійкість насипу земляного полотна, так як коефіцієнт

стійкості вище допустимого коефіцієнта стійкості.