Файл: Особенности использования шклакового песка в конструкции дорожной насыпи (в тему слово устойчивости пихнуть надо) Аннотация.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 46

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Студент Лазуткин И.А.

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
(СибАДИ), Омск
Особенности 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 откоса
Введение

Задачи 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 грунта

В 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








Назначение пригрузки по ГОСТ 32960-2014 и с ГОСТ 52748-2007

В 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 нагрузки

В 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 устойчивости

При 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 результатов

В 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


Смотрите также файлы