Приложение B. Расчет по прочности геооболочки, заполненной инертным материалом, уложенной в верхней части насыпи

Приложение B

Расчет
по прочности геооболочки, заполненной инертным материалом, уложенной в верхней части насыпи

В.1 Основные предпосылки

В.1.1. При использовании композита "геооболочка + заполнитель" высотой 0,3 - 0,5 м, уложенной на основание, геооболочку следует рассчитывать, как дорожную одежду по допустимому упругому прогибу согласно ПСНТ 542-2021 и по условию сдвигоустойчивости подстилающего грунта с учетом работы грунта в критической стадии.

В.1.2 При расчёте по допустимому упругому прогибу нормативные значения модулей упругости геооболочки с ячейками 30х30 см с заполнителем допускается принимать в соответствии с Таблицей В1.

Таблица В.1

Песок	Модуль упругости, МПа
крупный	200
средней крупности	190
мелкий	180
однородный	120

В.2 Пример расчета

Исходные данные.

Дорога V технической категории.

Дорожная конструкция - геооболочка, заполненная песком, уложенная на основание из суглинка. Поверх геооболочки уложен слой щебня.

Толщина композита "геооболочка+песок" h=37,5 (см);

Толщина покрытия из щебня фракционированного 40-80 с заклинкой, 1= 15 (см);

Диаметр колеса расчетного автомобиля D =37 (см);

Нагрузка от колеса р =0,6 (МПа);

Модуль упругости щебня, , =350 (МПа);

Модуль упругости композита "геооболочка + заполнитель" (МПа);

Модуль упругости суглинка основания Е = 41 (МПа);

Угол внутреннего трения грунта основания (град);

Сцепление грунта основания с =0,011(МПа);

Требуемый модуль упругости (МПа);

Заданная надежность

Коэффициент прочности по упругому прогибу

Коэффициент прочности по сдвигу

Требуется выполнить проверку прочности по упругому прогибу и на сдвиг в подстилающем слое основания.

В.2.1 Расчет по упругому прогибу.

В соответствии с Таблицей В.1 принимаем модуль упругости композита "геооболочка+песок" МПа.

Расчет общего модуля упругости дорожной конструкции выполняем по ПНСТ 542-2021, используя номограмму рис.Е.1 приложения Е. Результаты расчета сведены в Таблицу В. 2.

Таблица В.2

Материал	Толщина слоя, h, см	Модуль упругости Е, МПа	h/D			, МПа
Щебень фр. с заклинкой	15	350	0,4	0,29	0,42	238
Геооболочка, заполненная песком	37,5	200	1,01	0,2	0,4	100
суглинок	-	41	-	-	-	-

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

2. Прочность оцениваем по формуле (В.1):

, ^(В.1)

где:

- общий модуль упругости на поверхности дорожной конструкции, МПа;

- минимальный требуемый модуль упругости конструкции, МПа;

(МПа)

Вывод: условие прочности выполнено, общий модуль упругости превышает требуемый в 2,03 раза.

В.2.2 Расчет на сдвиг в слое, подстилающем композит "геооболочка+песок".

1. Определяем средневзвешенный модуль упругости по формуле (В.2):

(B.2)

где:

n - число слоев дорожной одежды;

- модуль упругости i-го слоя;

- толщина i-го слоя.

(МПа)

2. Определяем соотношения:

По номограммам рис. Е.3-Е.50 ПНСТ 542-2021 определяем параметр

3. По формуле (В.3) определяем действующее активное напряжение Т:

(В.3)

(МПа)

4. По формуле (В.4) определяем предельное сопротивление сдвигу :

(В.4)

- глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, см;

- средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, ;

- коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. Учитываем геооболочку с заполнителем как укрепленный грунт, (см. п 9.4.3 ПНСТ 542-2021)

(МПа)

5. Оцениваем прочность на сдвиг по формуле (В.5):

, (В.5)

Вывод: условие прочности по сдвигу выполнено. Предельное сопротивление сдвигу превышает сдвигающее в 2 раза.