Приложение 11. Расчет режима возведения насыпи

Приложение 11

Расчет режима возведения насыпи

Выражение, связывающее расчетную влажность слабой толщи (влажность на горизонте , где - максимальный путь фильтрации отжимаемой воды) с осадкой ее поверхности, имеет вид

, (1)

где - осадка поверхности основания на момент t; - конечная осадка при расчетной нагрузке; - начальная и конечная влажность грунта под расчетной нагрузкой.

Расчет режима возведения насыпи с использованием указанной зависимости осуществляют графоаналитическим способом в следующей последовательности.

Задаются четырьмя значениями осадки :

м; м; м; м.

По вышеприведенному выражению вычисляют влажность, соответствующую моменту достижения осадок:

,

,

;

Для данного примера формула для расчета безопасной нагрузки имеет вид

. (2)

По кривой (см. рис. 14, прил. 3) определяют для полученных влажностей.

При 2а/В = 1 V = 0,33 и = 0,275.

;

;

;

;

.

Наносят зависимость нa график (см. рисунок, а) и получают кривую АВСДЕ.

Величина фактически действующей нагрузки не должна быть ниже безопасной более чем на 10%, и нагрузка в процессе осадки слоя должна снижаться не более чем на 10%. Для того, чтобы удобнее было контролировать эти условия, строят кривую, абсциссы точек которой не отличаются более чем на 10% от кривой . Получают кривую A' В' С' Д' Е'.

Безопасная нагрузка на основание в его природном состоянии с учетом расположения расчетного горизонта на нижней грани слоя равна 0,062 МПа (0,62 ). При удельном весе грунта насыпи на основание можно отсыпать сразу слой толщиной

м. (3)

Нагрузка от насыпного слоя по мере уплотнения (роста осадки) будет снижаться вследствие проявления эффекта взвешивания в соответствии с линейной зависимостью

. (4)

При МПа (0,62 ); м МПа (0,57 ); м МПа (0,52 ).

Полученные значения наносят на график, получают прямую AM.

В соответствии с расчетом осадки конечная осадка слоя торфа мощностью 4 м составляет 1,68 м и нагрузка 0,096 МВа (0,96 ). Эту точку наносят на график. Получают точку F, которая является конечной точкой графика зависимости нагрузки, действующей на основание в процессе осадки после отсыпки полного объема грунта.

Эта зависимость выражается в данном случае формулой . Наносим эту зависимость на график, для чего через точку F проводим прямую, параллельную прямой AM. Отрезок FpN представляет собой конечный участок искомой фактической зависимости нагрузки от осадки при наиболее рациональном режиме загружения.

Нагрузка от первоначально отсыпанного слоя составит 90% безопасной нагрузки при осадке 0,48 м (точка ). В этот момент необходимо повысить нагрузку до величины безопасной нагрузки . После этого нагрузка будет снова постепенно снижаться в процессе осадки (линия ) и достигнет величины 90% безопасной при осадке 0,76 м. Рассуждая аналогично, получают ломаную линию , , , ..., , представляющую собой искомую реальную зависимость нагрузки от осадки.

Полученный график показывает, какими ступенями можно прикладывать нагрузку на основание из условия обеспечения устойчивости на наиболее опасном горизонте. Далее определяют толщину слоев (см. таблицу).

-------------------------------------------------------------------------

     N слоя    |   Нагрузка, МПа    | Толщина слоев, м |Общая толщина, м

               |     (кгс/см2)      |                  |

---------------+--------------------+------------------+-----------------

       1       |    0,062 (0,62)    |       3,1        |       -

               |                    |                  |

       2       |    0,064 (0,64)    |       0,4        |      3,5

               |                    |                  |

       3       |    0,069 (0,69)    |       0,5        |      3,9

               |                    |                  |

     и т.д.    |                    |                  |

               |                    |                  |

Насыпь из условия обеспечения устойчивости может отсыпаться рассчитанными слоями.

Далее определяют время выдерживания каждого слоя, используя кривые консолидации (см. рисунок, б). Первая ступень должна быть выдержана до достижения осадки 0,48 м. Откладывают на оси ординат S = 0,48 м и проводят горизонтальную пунктирную линию до пересечения с кривой, отвечающей нагрузке р = 0,06 МПа (0,6 ). Получают точку, которой соответствует время примерно 3 мес. Это и будет необходимое время выдерживания первой ступени нагрузки. Далее можно отсыпать второй слой, повысить нагрузку до 0,064 МПа (0,64 ). При этом грунт основания будет уже консолидироваться в соответствии с кривой, отвечающей нагрузке р = 0,07 МПа (0,7 ) до достижения осадки 0,76 м. Время воздействия этой ступени составит 5 - 3 = 2 мес. После достижения осадки 0,76 м нагрузка может быть увеличена до 0,075 МПа (0,75 ). Грунт основания будет уплотняться в соответствии с кривой, отвечающей нагрузке р = 0,08 МПа (0,8 ). Время достижения этой осадки составит 6 мес. Аналогично строят график далее до достижения величины первичной осадки.