Файл: Особенности использования шклакового песка в конструкции дорожной насыпи (в тему слово устойчивости пихнуть надо) Аннотация.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 138
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Студент Лазуткин И.А.Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
(СибАДИ), ОмскОсобенности использования шклакового песка в конструкции дорожной насыпи (в тему слово устойчивости пихнуть надо)Аннотация: В докладе рассмотрены возможности применения золошлакового песка при возведении насыпи на дорогах II, III, IV, V технических категорий с использованием программного комплекса GEO5.Ключевые слова: золошлаковый песок, насыпь автомобильной дороги, устойчивость откосаВведениеЗадачи обеспечения устойчивости откосов возникают при проектировании земляных сооружений и выемок. Откос проектируется с учетом: его назначения и высоты; намечаемого использования территории; геологического строения и гидрогеологических условий грунтового массива; технологии земляных работ; применяемого оборудования и транспортных средств; нагрузок и воздействий. В расчетах устойчивости откосов главную роль играет коэффициент устойчивости. Коэффициент устойчивости откоса — это отношение удерживающих сил, действующих вдоль линии скольжения, к сдвигающим силам.Рис. 1. Силы действующие на сегмент грунтаВ докладе рассматривается динамика изменения коэффициента устойчивости откоса на разных технических категориях дороги, при использовании мелкозернистого песка и золошлакового песка. В свою очередь золошлаковый песок выбран не случайно, ведь вопрос утилизации и переработки отходов производства ТЭС достаточно актуален и в 2020 году. В год сжигают около 120 млн тонн твердого топлива, в результате чего образуется более 36 млн тонн золошлаков, а это более 23% от всего объёма переработанного сырья. Из них 13% образуются на территории субъектов РФ . Несмотря на то, что по данным Минэнерго России более 99% золошлаков ТЭС – это отходы V класса опасности, то есть те, что можно использовать в строительстве, однако в силу мало изученности этот материал применяется редко. По результатам геологических изысканий и в соответствии с ГОСТ Р 22733-2016 и ГОСТ Р 12248-2010 грунт был подготовлен к испытаниям и определены следующие характеристики грунта
Таблица 1 – Свойства грунта слагающие насыпь и основание
Назначение пригрузки по ГОСТ 32960-2014 и с ГОСТ 52748-2007В соответствии с ГОСТ 32960-2014 в расчетах устойчивости откосов насыпи земляного полотна в качестве временной подвижной нагрузки следует принимать нагрузку НК. Нагрузку НК приводят к равномерно распределенной нагрузке интенсивностью 
на прямоугольной области с размерами: 3,8 м вдоль оси проезда и 3,5 м - поперек. Класс нагрузки К для нормативной нагрузки НК следует принимать равным для земляного полотна автомобильных дорог всех категорий, подпорных стен, переходных плит, а также конструкций мостовых сооружений и труб на дорогах всех категорий – 14.В соответствии с вышеперечисленным была принята равномерно распределенная нагрузка равна 
При расчетах подпорных стен и устойчивости откосов насыпей продольную ось нагрузки НК следует располагать не ближе 1,75 м от внутренней грани ограждения или края проезжей части.
Рис. 2. Расположение нагрузкиВ соответствии с ГОСТ 52748-2007 класс нагрузки К для нормативной нагрузки НК следует принимать для расчета земляного полотна автомобильных дорог всех категорий - 8,3. Толщину эквивалентного слоя грунта вычисляют по формуле ,Вдоль земляного полотна эквивалентный слой грунта распространяется на неограниченную длину. При вычислении Кз нагрузка от транспортных средств приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна. .Эквивалентный слой грунта располагается по всей ширине земляного полотна. Выбор метода оценки устойчивостиПри оценке устойчивости откосов насыпей автомобильных дорог с использованием программного комплекса GEO5 был использован метод Г.М. Шахунянца. Общий метод отсеков предельного равновесия, основанный на выполнении условия равновесия сил на отдельных блоках. Блоки образуются в результате разбивки области над поверхностью скольжения плоскостями сечения. Для расчёта предельного равновесия сил на блоках по методу Г.М. Шахунянца вводятся предпосылки: а) поверхности разделяющие блоки всегда вертикальны; б) наклон межблочных сил равен нулю, силы действуют в горизонтальном направлении. Коэффициент устойчивости – это значение, с помощью которого силы, действующие на отдельные блоки грунта, приведены в состояние предельного равновесия. Предельное равновесие достигается тем, что на коэффициент устойчивости умножаются активные силы, т.е. силы, воздействие которых способствует движению массива над поверхностью скольжения по направлению вниз, а также умножаются и силы, удерживающие блок от сползания. Активные силы, способствующие сползанию, имеют условное обозначение P
Qi,sd, силы, удерживающие сползание блока получают обозначение PQi,ud. Коэффициент устойчивости (коэффициент запаса) рассчитывается по следующей зависимости: Величина расчетного коэффициента устойчивости (коэффициента запаса) КЗ сравнивается с допустимым (нормативным) значением коэффициента устойчивости. За нормативный показатель общей устойчивости в соответствии с ОДМ 218.2.027–2012 [10] следует принимать обобщенный коэффициент устойчивости КН, определяемый по формуле где - коэффициент, учитывающий надежность данных о прочностных и деформационных характеристиках грунтов рассматриваемого массива (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий категорию дороги, для которой проектируется данный объект (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий класс (ответственность) проектируемого объекта (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий вид грунта и его местонахождение (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий особенности метода расчета (Таблица 2). Таблица 2 – значения коэффициентов для определения коэффициента запаса устойчивости
Сравнение результатовВ результате обработки данных по ГОСТ 32960-2014 были получены и занесены в таблицу [3] следующе данные Таблица 3 – Значения по ГОСТ 32960-2014
(СибАДИ), ОмскОсобенности использования шклакового песка в конструкции дорожной насыпи (в тему слово устойчивости пихнуть надо)Аннотация: В докладе рассмотрены возможности применения золошлакового песка при возведении насыпи на дорогах II, III, IV, V технических категорий с использованием программного комплекса GEO5.Ключевые слова: золошлаковый песок, насыпь автомобильной дороги, устойчивость откосаВведениеЗадачи обеспечения устойчивости откосов возникают при проектировании земляных сооружений и выемок. Откос проектируется с учетом: его назначения и высоты; намечаемого использования территории; геологического строения и гидрогеологических условий грунтового массива; технологии земляных работ; применяемого оборудования и транспортных средств; нагрузок и воздействий. В расчетах устойчивости откосов главную роль играет коэффициент устойчивости. Коэффициент устойчивости откоса — это отношение удерживающих сил, действующих вдоль линии скольжения, к сдвигающим силам.Рис. 1. Силы действующие на сегмент грунтаВ докладе рассматривается динамика изменения коэффициента устойчивости откоса на разных технических категориях дороги, при использовании мелкозернистого песка и золошлакового песка. В свою очередь золошлаковый песок выбран не случайно, ведь вопрос утилизации и переработки отходов производства ТЭС достаточно актуален и в 2020 году. В год сжигают около 120 млн тонн твердого топлива, в результате чего образуется более 36 млн тонн золошлаков, а это более 23% от всего объёма переработанного сырья. Из них 13% образуются на территории субъектов РФ . Несмотря на то, что по данным Минэнерго России более 99% золошлаков ТЭС – это отходы V класса опасности, то есть те, что можно использовать в строительстве, однако в силу мало изученности этот материал применяется редко. По результатам геологических изысканий и в соответствии с ГОСТ Р 22733-2016 и ГОСТ Р 12248-2010 грунт был подготовлен к испытаниям и определены следующие характеристики грунта
Таблица 1 – Свойства грунта слагающие насыпь и основание
| Вид грунта | Плотность сухого грунта, г/см3 | Удельный вес водонасыщешного грунта, кН/м3 | Удельный вес грунта, кН/м3 | Оптимальная влажность, % | Удельное сцепление, МПа | Угол внутреннего трения, ° |
| Зола | 1,1 | 14,84 | 12,37 | 20,67 | 25,23 | 45,65 |
| Песок | 1,54 | 18,60 | 15,50 | 8,00 | 2,00 | 28,00 |
| Суглинок | 1,62 | 22,65 | 18,87 | 25,00 | 18,00 | 16,00 |
на прямоугольной области с размерами: 3,8 м вдоль оси проезда и 3,5 м - поперек. Класс нагрузки К для нормативной нагрузки НК следует принимать равным для земляного полотна автомобильных дорог всех категорий, подпорных стен, переходных плит, а также конструкций мостовых сооружений и труб на дорогах всех категорий – 14.В соответствии с вышеперечисленным была принята равномерно распределенная нагрузка равна При расчетах подпорных стен и устойчивости откосов насыпей продольную ось нагрузки НК следует располагать не ближе 1,75 м от внутренней грани ограждения или края проезжей части.
Рис. 2. Расположение нагрузкиВ соответствии с ГОСТ 52748-2007 класс нагрузки К для нормативной нагрузки НК следует принимать для расчета земляного полотна автомобильных дорог всех категорий - 8,3. Толщину эквивалентного слоя грунта вычисляют по формуле ,Вдоль земляного полотна эквивалентный слой грунта распространяется на неограниченную длину. При вычислении Кз нагрузка от транспортных средств приводится к эквивалентному слою грунта земляного полотна. .Эквивалентный слой грунта располагается по всей ширине земляного полотна. Выбор метода оценки устойчивостиПри оценке устойчивости откосов насыпей автомобильных дорог с использованием программного комплекса GEO5 был использован метод Г.М. Шахунянца. Общий метод отсеков предельного равновесия, основанный на выполнении условия равновесия сил на отдельных блоках. Блоки образуются в результате разбивки области над поверхностью скольжения плоскостями сечения. Для расчёта предельного равновесия сил на блоках по методу Г.М. Шахунянца вводятся предпосылки: а) поверхности разделяющие блоки всегда вертикальны; б) наклон межблочных сил равен нулю, силы действуют в горизонтальном направлении. Коэффициент устойчивости – это значение, с помощью которого силы, действующие на отдельные блоки грунта, приведены в состояние предельного равновесия. Предельное равновесие достигается тем, что на коэффициент устойчивости умножаются активные силы, т.е. силы, воздействие которых способствует движению массива над поверхностью скольжения по направлению вниз, а также умножаются и силы, удерживающие блок от сползания. Активные силы, способствующие сползанию, имеют условное обозначение P
Qi,sd, силы, удерживающие сползание блока получают обозначение PQi,ud. Коэффициент устойчивости (коэффициент запаса) рассчитывается по следующей зависимости: Величина расчетного коэффициента устойчивости (коэффициента запаса) КЗ сравнивается с допустимым (нормативным) значением коэффициента устойчивости. За нормативный показатель общей устойчивости в соответствии с ОДМ 218.2.027–2012 [10] следует принимать обобщенный коэффициент устойчивости КН, определяемый по формуле где - коэффициент, учитывающий надежность данных о прочностных и деформационных характеристиках грунтов рассматриваемого массива (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий категорию дороги, для которой проектируется данный объект (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий класс (ответственность) проектируемого объекта (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий соответствие расчетной схемы естественным инженерно-геологическим условиям (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий вид грунта и его местонахождение (Таблица 2); - коэффициент, учитывающий особенности метода расчета (Таблица 2). Таблица 2 – значения коэффициентов для определения коэффициента запаса устойчивости
| Коэффициент | Величина коэффициента | Основание для выбора значения |
 | 1,05/1,0 | Для удовлетворительной степени изученности грунтов: число исследованных образцов грунта не менее 3; сведений о работе сооружений в аналогичных условиях не имеется / грунт исследован большим количеством опытов; изучена работа аналогичных сооружений, построенных с использованием данного вида грунта и сохраняющих устойчивость не менее 10 лет |
 | 1,03/1,0 | Для I и II категории автомобильной дороги / для дорог остальных т.к. |
 | 1,1 | Для нормального уровня ответственности объекта по ГОСТ 54257 |
 | 1,05 | Соответствие расчетной схемы местным условиям приближенное:, задача решается методом итераций |
 | 1,00 | Вид грунта насыпи песчаный в дренирующем состоянии при дренирующем основании |
 | 1,0 | Метод расчета Шахунянца |
Сравнение результатовВ результате обработки данных по ГОСТ 32960-2014 были получены и занесены в таблицу [3] следующе данные Таблица 3 – Значения по ГОСТ 32960-2014
| Материал | Уклон насыпи\ Высота насыпи | 1:1,5 | 1:1,75 | 1:2,0 | 1:2,25 | 1:2,5 |
| II | ||||||
| Песок | 3 | 1,36 | 1,43 | 1,5 | | 1,63 |
| 6 | 1,17 | 1,27 | 1,38 | | 1,58 | |
| 12 | 1,06 | 1,19 | 1,31 | 1,43 | | |
| Зола | 3 | 2,08 | 2,13 | 2,18 | | 2,27 |
| 6 | 2,01 | 2,08 | 2,14 | | 2,25 | |
| 12 | 1,86 | 1,92 | 1,98 | 2,04 | | |
| III | ||||||
| Песок | 3 | 1,15 | 1,24 | 1,31 | | 1,46 |
| 6 | 1,04 | 1,15 | 1,26 | | 1,47 | |
| 12 | 1,01 | 1,13 | 1,25 | 1,37 | | |
| Зола | 3 | 1,93 | 1,99 | 2,03 | | 2,17 |
| 6 | 1,96 | 2,04 | 2,1 | | 2,23 | |
| 12 | 1,86 | 1,92 | 1,98 | 2,04 | | |
| IV | ||||||
| Песок | 3 | 1,07 | 1,15 | 1,24 | | 1,36 |
| 6 | 0,99 | 1,11 | 1,22 | | 1,36 | |
| 12 | 0,95 | 1,1 | 1,22 | 1,32 | | |
| Зола | 3 | 1,87 | 1,92 | 1,98 | | 2,12 |
| 6 | 1,93 | 2 | 2,08 | | 2,21 | |
| 12 | 1,83 | 1,92 | 1,98 | 2,04 | | |
| V | ||||||
| Песок | 3 | 1,03 | 1,11 | 1,2 | | 1,3 |
| 6 | 0,97 | 1,08 | 1,19 | | 1,32 | |
| 12 | 0,94 | 1,08 | 1,2 | 1,26 | | |
| Зола | 3 | 1,84 | 1,89 | 1,95 | | 2,08 |
| 6 | 1,93 | 1,98 | 2,05 | | 2,19 | |
| 12 | 1,82 | 1,92 | 1,97 | 2,03 | | |