2.2.4. Расчет по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта и в малосвязных конструктивных слоях
Недопустимые деформации сдвига в конструкции не будут накапливаться, если в грунте земляного полотна и в малосвязных (песчаных) слоях обеспечено условие (1.10). Производим расчет сдвигоустойчивости подстилающего грунта на основе расчетной схемы рис. 2.4.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
||||
Рис. 2.4. Расчетная схема по условию сдвигоустойчивости |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
взв |
|
|
подстилающего грунта |
|
∙ |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Е |
А∙ + |
∙ |
|
+ |
∙ + |
|
|
|||||||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
. |
(2.19) |
|||||||
|
взв |
Еср |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
ср |
|
б∙ ∙ |
|
∙ |
|
|
|
∙ |
|
|
МПа. |
|
|||||||||||
Действующие в=грунте или в песчаном |
слое активные напряжения |
|||||||||||||||||||||||
= 423,24 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
сдвига Т вычисляют по формуле (1.12): |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Для этого находим отношение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
С |
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ось х); |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
=, ( |
= 0,95 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Есрвзв |
423,24 |
|
|
|
|
φ = 22 ºС (луч). |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линия) |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4,23 |
|
|
|
|
|
→ д |
|
|
|
|
|
|||||||
|
Егр |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
0,060 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа. |
|
|
|
|
|
|||||
Определяем значение активного напряжения сдвига согласно |
||||||||||||||||||||||||
формуле (1.12):Т = 0,6 ∙ 0,06 = 0, 036 МПа. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Активное предельное напряжение сдвига Тпр |
в грунте рабочего |
|||||||||||||||||||||||
слоя (или в песчаном материале промежуточного слоя) определяют по формуле (1.13):
Тпр = 2(0,003+0,1∙0,002∙37∙0,60) = 0,015МПа.
70
Проверяем условие по:
|
|
|
|
|
1 ≥ 0,42, |
|
, |
. |
|
|
|
|
||||||||
Условие не |
|
|
|
. |
|
|
5 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ≥ не, |
верно |
|
|
|||||||
|
|
|
выполнено, |
поэтому увеличиваем толщину h слоя до |
||||||||||||||||
40 см. Проверяем условие по сдвигоустойчивости: |
|
|
||||||||||||||||||
взв |
= |
550∙6+510∙6+550∙15+180∙40 |
= 314,33 МПа. |
|||||||||||||||||
ср |
|
|
6+6+15+40 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
∑ |
67 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
39 |
= 1,72; |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
срвзв |
= |
314,33 |
= 3,14; |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
гр |
|
|
100 |
МПа. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Т = 0,6τ |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
∙= 0,032 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,032 = 0,019 МПа. |
|
|
|||||||||
|
|
|
Тпр =2 ∙ (0,003 + 0,1 ∙ 0,002 ∙ 67 ∙ 0,60). |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тр |
|
|
Тпр |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Кпо сдвгу |
≤ |
|
И. |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
.Т |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ≤ |
|
, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 ≤ 1,16, |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условиеДвыполнено. |
|
||||||||||
2.2.5. Расчет конструкцииАна сопротивление монолитных |
||||||||||||||||||||
слоев усталостному разрушению от растяжения при изгибе |
|
|||||||||||||||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В монолитныхислоях дорожной одежды (из асфальтобетона, дегтебетона, материалов и грунтов, укрепленных комплексными и неоргани-
ческими вяжущими, и др.) напряжения, возникающие при прогибе под действием повторных кратковременных нагрузок, не должны в течение заданного срока службы вызывать образование трещин от усталостного разрушения. Это возможно при условии (1.14).
Расчетное растягивающее напряжение определяют по формуле
(1.15).
Для этого в соответствии с расчетной схемой (рис. 2.5) находим
отношение |
взв∑ |
= |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
||||
|
ср |
= 0,31 |
|||||
|
|
= |
2900 |
= 10,07; |
|||
|
общ |
||||||
|
|
|
288 |
||||
= 1,60МПа.
71
Рис. 2.5. Расчетная схема на многократное растяжение при изгибе
|
|
|
|
Егрвзв = |
|
∙ |
∙ |
, |
|
|
|
|
|||||
Егрвзв |
= |
3600∙ 6+ 2200∙6 |
ИМПа |
; |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Д= 2900 . |
|||||||||||
|
|
|
= 1,60∙0,6∙1 = 0,96 |
МПа |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Затем определяем |
прочность материала монолитного слоя на мно- |
||||||||||||||||
|
6 + 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
гократное растяжение при изги е по формуле (1.16): |
|
||||||||||||||||
|
|
б= А7,6 |
|
= 36,46. |
|
||||||||||||
и17677114,1 |
|
|
|
|
|
|
) |
= 1,17 |
МПа. |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
= 7,8∙0,21−0,8К |
1− 0,1∙1,06 |
|
|||||||||||||||
Проверяем условие: |
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
С |
|
|
|
н |
≥ |
тризг. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
0,85
0,96 ≥ 0,94.
0,89 ≤ 0,94 => условие невыполнено.
Необходимо увеличить толщину второго (нижнего) слоя покрытия h2 до 8 см. Производим повторный расчет с измененными параметрами:
∑ = = 0,3;. срвзв = 2800 = 9;
общ 288
σ = 1,52МПа.
72
|
|
Егрвзв = |
|
∙ ∙ |
. |
|
|
Егрвзв |
= |
3600∙6 |
+ |
2200∙8 |
|
МПа |
|
|
6 |
+ |
8 |
= 2800 . . |
|||
|
|
|
|
|
|||
= 1,52∙0,6∙1 = 0,91МПа
7,6 = 1 = 36,46;
17677114,14
= 7,8∙0,21− 0,8(1− 0,1∙1,06) = 1,17МПа.
Проверяем условие
|
Кн |
,≥ |
тризг. . |
|
|
||
|
|
|
И |
|
, |
≥ 0,94 |
|
0,94 = 0,94 => |
условие выполнено. |
||
|
|
|
|
2.2.6. Проверка дорожной конструкции на морозоустойчивость
Конструкцию считают морозоустойчивой при условии (1.18).
Значение величины морозного пучения данной конструкции опре- |
|
(1.19) |
Д |
деляют согласноlпуч = 6,9. |
∙ 0,43 ∙ 1,0 ∙ 1,07 ∙ 1,1 = 3,49 см. |
и |
|
3,49б≤ 6 =>Аусловиевыполнено. |
|
С |
|
73