Минимальная толщина насыпного слоя на торфяных грунтах в зависимости от типа дорожной одежды

Мощность слабого основания, м	Минимальная толщина насыпного слоя в зависимости от типа дорожной одежды, м
	капитальный	облегченный	переходный
1	2,0	1,5	1,2
2	2,5	2,0	1,5
4	3,0	2,5	2,0
6	3,0	3,0	2,5

Примечание. Толщина насыпного слоя определяется разностью отметок поверхности проезжей части и просевшей подошвы насыпи по оси земляного полотна. При наличии слоя песчаного или глинистого грунта, перекрывающего сверху слой торфа, толщина этого слоя включается в толщину насыпного слоя.

4.2. Физико-механические свойства слабых грунтов

К слабым грунтам относят: торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, иольдиевые глины, грунты мокрых солончаков и др.

Торфяные грунты представляют молодую органогенную породу, представляющую смесь не вполне разложившихся остатков и минеральных частиц.

Основные показатели физико-механических свойств слабых (заторфованных) грунтов:

Z – зольность торфа – содержание минеральных частиц, оставшихся после прокаливания при температуре 800⁰, %;

П = 1 – Z – потери при прокаливании – содержание органических веществ, %;

Ф – степень волокнистости – содержание волокнистых остатков размером более 0,25 мм, %;

R – степень разложения – содержание бесструктурной массы и мельчайших негумифицированных остатков, %;

I_Р – число пластичности;

W – природная влажность, %;

I_L – показатель текучести;

W_L – влажность на границе текучести, %.

Характеристики сжимаемости слабых грунтов в лабораторных условиях определяют по результатам испытаний образцов с ненарушенной структурой в компрессионных приборах в условиях одномерного сжатия.

Экспериментально определяется зависимость между приложенной нагрузкой Р и коэффициентом пористости грунта e, а также относительной деформацией λ, модулем осадки e или модулем деформации Е.

Модуль общей деформации грунта связан с нагрузкой функциональной зависимостью

где – сжимающая нагрузка;

λ_i – относительная деформация при этой нагрузке.

Модуль осадки – относительная деформация, выраженная в промилях

где ∆h_i – деформация образца;

h – начальная высота образца.

Особенностью слабых грунтов является нелинейность зависимости модуля деформации и осадки от нагрузки.

Связь между модулем деформации и модулем осадки

.

В результате проведения консолидационных испытаний грунтов строится консолидационная кривая грунта в виде λ = f(lg t).

4.3. Прогноз осадки насыпи на слабом основании

Осадку земляного полотна на слабых грунтах определяют по методике. Приведенной в Пособии [6].

При прогнозе осадки слабого грунта в основании насыпи необходимо определять напряжения, которые будут возникать в слабом грунте под нагрузкой от веса насыпи и от подвижного состава. Нагрузка от веса насыпи имеет форму трапециевидной нагрузки.

Для прогноза конечной величины используют схему одномерного компрессионного сжатия.

Влияние на напряженно-деформированное состояние слабых грунтов, лежащих в основании насыпи, транспортной нагрузки АК учитывается, в соответствии с ГОСТом 52748-2007 [5], путем определения дополнительного слоя грунта, эквивалентного воздействию подвижной нагрузки по формуле

,

где – ширина земляного полотна поверху, м;

– плотность влажного грунта насыпи, кН/м³;

n – количество полос движения;

d = 2,5 м – расстояние между осями колесной тележки нагрузки К;

К – тип колесной нагрузки:

для дорог I и II категорий – К = 11,5;

дорог III и IV категорий – К = 10;

V категории – К = 6.

Конечная осадка слабого основания определяется методом послойного суммирования для условий одномерной задачи по формуле:

где п – число слоев;

H_i – мощность i-го слоя;

– модуль осадки грунта i-го слоя, найденный на компрессионной кривой при нагрузке Р_i, равной вертикальному нормальному напряжению для середины данного слоя от веса насыпи.

При отсутствии данных компрессионных испытаний грунтов, для ориентировочных прогнозов при высоте насыпи до 5 м и мощности слабого слоя не более 2b (где b – ширина земляного полотна поверху) конечная осадка рассчитывается по формуле с использованием модуля деформации слабого грунта

где H_сл – мощность слабого грунта;

Р – нагрузка на поверхности слабого грунта;

Е_шт – средневзвешенный штамповый модуль деформации слабого грунта.

С учетом разности свойств грунта насыпи в естественном и водонасыщенном состоянии формула принимает вид:

где

Z_гв – уровень грунтовых вод, отсчитываемый от поверхности земли;

– плотность грунта насыпи в естественном состоянии и с учётом взвешивающего действия воды

= ( - _в)(1 - n),

где , _в – соответственно плотность частиц грунта и воды;

n – пористость грунта насыпи в долях единицы.