2.2 Напряжение в теле земляного полотна
Расчёты напряжения производятся для определения требуемой плотности грунтов насыпей, осадок насыпей и оснований, стабильности (сопротивлению выпиранию) грунтов основной площадки выемок и оснований насыпей. В отдельных случаях расчёты могут являться основой для оценки устойчивости откосов и склонов. Напряжения необходимо также знать при проектировании некоторых защитных и укрепительных сооружений земляного полотна. Расчёты ведутся по методу Амелина С. В.
Для расчётов напряжений в земляном полотне и его основании можно использовать некоторые простые задачи линейной теории упругости. Для инженерных расчётов принимают отдельные плоские задачи с учётом того, что земляное полотно является протяжённым в длину сооружением. Любые внешние воздействия на земляное полотно или его основание можно представить в виде отдельных полосовых нагрузок прямоугольной или треугольной формы и затем суммировать напряжения от каждой элементарной нагрузки.
В курсовом проекте целесообразно принять прямоугольную форму нагрузки (рисунок 2.3). Вертикальные составляющие нормальных напряжений (сжимающие напряжения), действующие на горизонтальную площадку в любой её точке C в любой её точке полупространства, будут выражаться формулой
Рисунок 2.3 – Прямоугольная форма нагрузки
На практике обычно пользуются не уравнением, а таблицами значений Ip, составленными по этим уравнениям для pвс=1. Тогда искомое:
Расчет напряжений в теле земляного полотна своди в таблицу 2.2
Таблица 2.2
№ точки |
Z, м |
от веса ВСП |
|||||
bвс, м |
Y, м |
Z/bвс |
Y/bвс |
Jp |
σвс, кгс/см2 |
||
0 |
0 |
2,75 |
0 |
0,000 |
0 |
1 |
0,160 |
1 |
4 |
2,75 |
0 |
0,870 |
0 |
0,411 |
0,066 |
2 |
8 |
2,75 |
0 |
1,739 |
0 |
0,216 |
0,035 |
3 |
12 |
2,75 |
0 |
2,609 |
0 |
0,149 |
0,024 |
4 |
16 |
2,75 |
0 |
3,478 |
0 |
0,114 |
0,018 |
5 |
16,1 |
2,75 |
0 |
3,500 |
0 |
0,113 |
0,018 |
От поездной нагрузки |
σi, кгс/см2 |
|||||
bо, м |
y, м |
z/bо |
y/bо |
Jp |
σо, кгс/см2 |
|
4,6 |
0 |
0,000 |
0 |
1 |
0,757 |
0,917 |
4,6 |
0 |
1,455 |
0 |
0,411 |
0,311 |
0,377 |
4,6 |
0 |
2,909 |
0 |
0,216 |
0,163 |
0,198 |
4,6 |
0 |
4,364 |
0 |
0,149 |
0,113 |
0,137 |
4,6 |
0 |
5,818 |
0 |
0,114 |
0,086 |
0,104 |
4,6 |
0 |
5,855 |
0 |
0,113 |
0,085 |
0,104 |
Эпюра напряжений в теле земляного полотна от верхнего строения пути и поездной нагрузки показана на рисунке 2.4.