Приложение 12. Пример ориентировочного определения размеров боковых пригрузочных берм

Приложение 12

Пример ориентировочного определения размеров боковых пригрузочных берм

Исходные данные. Насыпь: высота 6 м; ширима поверху 12 м; крутизна откосов 1:1,5; плотность грунта насыпи 2 . Основание насыпи представлено двухметровым слоем торфа средней зольности, слабоволокнистым средней влажности и восьмиметровым слоем иольдиевых глин III разновидности, подстилаемых плотной супесью (рис. 1). Сопротивляемость сдвигу торфяного грунта в природном состоянии = 0,02 МПа (0,2 ), а в состоянии полного уплотнения под нагрузкой от веса насыпи сцепление составляет = 0,03 МПа (0,3 ) и угол внутреннего трения = 12°. Сопротивляемость сдвигу иольдиевых глин в природном состоянии = 0,01 МПа (0,1 ), а в состоянии полного уплотнения под воздействием нагрузки от насыпи = 0,018 МПа (0,18 ) и = 10°. Супесь, подстилающая иольдиевую глину, имеет сопротивляемость сдвигу в природном состоянии более 0,1 МПа (1,0 ). Расчеты показали, что безопасная нагрузка для основания при быстрой отсыпке = 0,035 МПа (0,35 ) и регламентируется слоем иольдиевой глины, расчетная осадка насыпи составляет 1 м, а безопасная нагрузка при медленной отсыпке - 0,08 МПа (0,8 ).

При осадке в 1 м фактическая нагрузка на основание при быстрой отсыпке составит МПа (1,4 ) и при медленной отсыпке (считая горизонт грунтовых вод совпадающим с поверхностью земли) МПа (1,3 ).

Отсюда коэффициент безопасности при быстрой отсыпке , а при медленной отсыпке , т.е. устойчивость основания при заданной конструкции насыпи не обеспечена.

Требуется обеспечить устойчивость основания путем устройства боковых пригрузочных берм и определить ориентировочно размеры берм, полагая, что плотность грунта берм выше уровня воды равна 1,8 , при расчете на медленную отсыпку.

Расчет. Устанавливаем ориентировочно требуемую высоту пригрузочных берм, используя формулу

м.

Полагая приближенно, что увеличение сцепления и угла внутреннего трения при уплотнении грунта основания нагрузкой от веса насыпи пропорционально величине этой нагрузки (т.е. толщине насыпного слоя), получаем, что сцепление грунта основания под бермами при полном уплотнении от их веса составит (учитывая, что при высоте насыпи 6 м = 0,018 МПа (0,18 ) = 0,01 + [(0,018 - 0,01)/6]2,8 = 0,014 МПа (0,14 ).

При высоте насыпи 6 м конечная величина угла внутреннего трения равна 10°. Полагая аналогично, что величина угла внутреннего трения пропорциональна толщине насыпного слоя, получаем при толщине 2,8 м (считая = 0).

.

При полученных значениях и определяем по формуле (62 основного текста) максимальную высоту пригрузочных берм, допустимую с точки зрения устойчивости основания под самими бермами м, что больше требуемой высоты (2,8 м). Таким образом, конструкция с пригрузочными бермами высотой 2,8 м может быть осуществлена.

Определяем требуемую длину пригрузочных берм. Для этого предварительно вычислим величину и определим : м.

Величину устанавливаем по формуле (66) основного текста. При этом в расчет вводим значения и , соответствующие грунту, расположенному под бермами в состоянии полного уплотнения под нагрузкой от их веса, т.е. принимаем с = 0,014 МПа (0,14 ) и = 5°. Вычисляем и .

Наносим зависимость на график рис. 2 и по первой слева точке пересечения построенных прямой и кривой определяем величину = 22°.

Вычисляем величину

м.

Так как Н = 10 м < 48,5 м, то для определения длины берм используем формулу

м. (2)

Таким образом, устройство пригрузочных берм высотой 2,8 и длиной 26 м должно обеспечить устойчивость насыпи проектной высоты при условии медленной отсыпки.

Полученные результаты следует проверить и при необходимости уточнить, применяя метод расчета устойчивости по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения.