Расчёт толщины противопучинного морозозащитного слоя

Исходные данные:

1. Противопучинный слой из известнякового щебня λ = 1.40 ккал/м².

2. Н_гр = 1,65 м.

3. λ_m = 1,88 – для мёрзлого глинистого грунта при W₀ = 18 %, ρ = 1,6 т/м³ (из табл. 1.1.2).

4. t_г = -8 °С, t²_л = 1,2 С.

5. Средняя температура воздуха для холодного месяца t_в = -12°С.

6. R_п = 0,075 град·м^²час/ккал при V = 5 м/с.

7. h₁ = 0,2 м – асфальт мелкозернистый.

h₂ = 0,25 м – щебень известняковый.

h₃ = 0,25 м – песчано-гравийная смесь.

Из таблицы 2.1.2

λ₁ = 0.65, λ₂ = 1.40, λ₃ = 2.25 ккал/м·час·град.

Из выражения (3.1.2)

R₀ = + += 0,6;

Из выражения (2.1.2)

R₁ = 0.075² + 0.6 + = 1,65;

тогда мощность морозозащитного слоя дорожной одежды составит:

Н_м = · [t_л - t_в - · (t_r - t _в)] = ·[1,2- -(-12) - · {-8 - (-12)}] = 1,44 м = 144 см.

2. Методы расчёта осадок и сроков консолидации оснований дорожных насыпей подстилаемых сильносжимаемыми грунтами

Рис. 1.2. Схема основания дорожной насыпи, подстилаемой сильносжимае-

мым грунтом

Стабилизированная осадка слоя Н водонасыщенного сильносжимаемого грунта, пригруженного фильтрующим слоем, определяется по формуле:

S = , (1.2)

где Р – среднее давление на грунт от внешней пригрузки, МПа;

Н – толщина слоя сжимаемого грунта, м;

Е – модуль деформации грунта естественного сложения, МПа;

S_t – осадка в заданный момент времени недренируемого слоя сильносжимаемого грунта, пригруженного фильтрующей насыпью. Определяется выражением:

S_t = Q_v · S , (2.2)

где Q_v – степень консолидации сжимаемого грунта, которая определяется по графику «Q_v = ƒ (Т_v)».

Т_v – фактор времени и определяется по формуле:

Т_v = С_v · t / h² , (3.2)

где С_v – коэффициент консолидации грунта при вертикальном фильтрационном потоке (м²/год), определяется по методу Тейлора;

t – продолжительность приложения нагрузки Р, в годах;

h – длина пути фильтрации при двустороннем дренаже, h = Н / 2, м.

При одностороннем дренировании h = Н, м.

При неоднородной толще сильносжимаемого грунта допускается использовать средневзвешенное значение коэффициента консолидации.

Время t необходимое для консолидации слоя сильносжимаемого грунта до заданной степени консолидации Q_v при нагрузке его фильтрующим слоем, определяется по формуле (3.2). При этом считается, что загрузка фильтрующим слоем происходит мгновенно

Рис. 2.2. График зависимости «Q_v = ƒ (Т_v)». Степени консолидации сжи-

маемого грунта от фактора времени

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ:

Задача 1.

А). Определить при данной степени консолидации Q_v = 0.9, время консолидации t однородного недренируемого основания при односторонней фильтра

ции (сильносжимаемые грунты подстилаются водоупором – плотная глина). Толщина сильносжимаемого слоя Н = 2h = 20 м, С_v = 4 м²/год.

Решение:

А). При Q_v = 0.9 из графика «Q_v = ƒ (Т_v)» находим Т_v = 0.85,

тогда t = 0,85 · 10²/ 3 = 28,33 года.(согласно 3.2).

Б). При Q_v = 0,7, Т_v = 0,4

тогда t = 0,4 · 10²/ 3 = 13,3 года.

Задача 2.

Определить время консолидации недренируемого основания при условии наличия подстилающего дренируемого слоя. В этом случае h = Н/2 = 5/2 = 2,5м.

Решение:

А) при Т_v = 0.85 (Q_v = 0.9) , h =2,5 м,

t = 0,85 · 2,5²/3 = 1,77 года;

Б) при Т_v = 0,7 (Q_v = 0.7) , h = 2,5 м,

t = 0,7 · 2,5²/3 = 1,46 года.

Задача 3.

Определить осадку слоя заторфованного грунта толщиной Н = h =4,8 м, степень его консолидации Q_v через 9 месяцев при фильтрующей нагрузке Р = 0.12 МПа. Заторфованный грунт подстилается водоупором и имеет следующие характеристики: Е = 2,6МПа, С_v = 3,0 м²/год

Решение:

Полная стабилизация осадки по формуле (1.2) составит:

S = = = 0,2 м.

По формуле (3.2) определяем Т_v = С_v · t / h² = 3,0 · (9/12) / 4,8² = 0.09.

Из графика консолидации «Q_v = ƒ (Т_v)» имеет при Т_v = 0,09 , Q_v = 0,3. Тогда осадка через 9 месяцев составит

S = Q_v · S = 0,3 · 0,2 = 6 см.