Файл: Возведения земляного полотна железной дороги.docx

– оптимальная плотность грунта определяется по формуле:

(3)

δ_опт= 1,61 г/см³

где W_опт– оптимальная влажность грунта определяется лабораторным путем или по формуле:

(4)

W_опт = 21,08 г/см³

где Δ = 2,68 г/см³ – плотность твердой фазы грунта,

α = 0,53 - коэффициент пропорциональности,

W_L =36 % – граница текучести грунта (из задания).

(5)

δ_ест= 1,28 г/см³

где V – объем воздуха в порах грунта при его оптимальной влажности (в долях единицы); для супесчаных грунтов V = 0,06; для суглинистых грунтов V = 0,05; для глинистых V = 0,04;



X

Характеристики грунта земляного полотна Таблица 1

Наименование грунта земляного полотна	Категория грунта по трудности разработки	Граница предела текучести	Оптимальная влажность	Есттественная влажность грунта	Требуемый коэф-т уплотнения	Коэф-т относительного уплотнения	Естественная плотность грунта	Оптимальная плотность грунта	Требуемая плотность грунта
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Супесь песчаная	I - для экскав, II - для остальных	36	21,08		0,95	1,19	1,28	1,61	1,53

---

2. Определение параметров земляного полотна и объемов земляных работ

2.1. Поперечные профили земляного полотна на участках линейных и сосредоточенных работ

На основании исходных данных вычерчены поперечные профили выемки и насыпи для IV категории железной дороги с шириной основной земляной площадки равной 7,1 м (см. приложение 2)

2.2. Определение объемов различных видов грунта для насыпи на участке линейных работ

Для участков протяженностью 100 м в зависимости от среднего значения профильных значений отметок насыпи на границе каждого из участков вычисляют профильные объемы.


Рисунок 1 – Определение объемов земляного полотна на участке линейных работ:
b – ширина земляного полотна, м; h₁и h₂– рабочие отметки на границах пикета, м;

m – показатель заложения (крутизны) откоса; L – длина расчетного участка, м,

h_ср- определяется расчетом
С учетом коэффициента относительного уплотнение грунта и требуемых поправок (очертание поверхности основной площадки, толщина растительного слоя, вид грунта, уширение земляного полотна в зависимости от радиуса кривой) вычисляют исправленные объемы. Cуммируя исправленные объемы, определяют общий объем земляных работ на участке линейных работ V_л.р. с высотой насыпи h_ср, возводимой из грунта боковых резервов с учетом потерь грунта при транспортировке (k_тр= 1,1).

Объем грунта защитного слоя определяется с учетом поправок, связанных с запасом на уплотнение (К_{упл зс}):

для мелких пылеватых песков 1,1;

для песчано-гравийных смесей 1,25.

Расчет объемов земляных работ производится в табличной форме (табл. 2).

2.3. Определение средней высоты насыпи на участке линейных работ h_ср

За величину h_српринимается значение средней высоты насыпи, возведенной до низа защитного слоя.

Средняя высота определяется по алгоритму:

1) определяется численное значение средней площади поперечного сечения насыпи:

---

где V_л.р.– объем грунта на участке линейных работ (с учетом поправок), м³;

L – протяженность участка, м.

2) Площадь трапеции поперечного сечения насыпи выражаем через величины b и m (рис. 5) искомое h_ср.





3) Решая квадратное уравнение, находим численное значение h_ср.

=
2.4. Определение количества слоев в насыпи земляного полотна

Количество слоев насыпи земляного полотна (для их эффективного уплотнения), возводимой из боковых резервов, назначается в зависимости от ее средней высоты (h_ср), особенностей свойств применяемых грунтов и применяемых средств уплотнения.

Определяем количество слоев n, из которых возводится насыпь земляного полотна, по формуле

(12)

Hi - толщина конструктивного слоя, м

Выбирается виброкаток Д-48 с толщиной уплотняемого слоя до 0,55 м.

(13)

Количество слоев в устраиваемом насыпи принимается равным 5.
2.5. Определение попикетного объема различных видов грунта при строительстве земляного полотна на участке сосредоточенных работ

Определение объемов грунта в насыпи и выемки определяется попикетно с учетом поправок.

Cуммируя попикетные объемы с учетом поправок, определяют окончательные объемы грунта выемки и насыпи на участке сосредоточенных работ.

Расчет объемов земляных работ производится в табличной форме табл. 2.

Основные объемы работ по насыпям и выемкам по определяются по формуле (6):

,

(6)

где V_о – основной объем работ, м³

L - длина элементарного участка

---

, м

B – ширина основной площадки насыпи или ширина выемки понизу, м

H₁, H₂ – рабочая отметка соответственно в начале и конце элементарного участка, м.
Объем кюветов в выемках V_кюв вычисляется по формуле (7) и заносится в столбец 7:

,

(7)

где ω – площадь поперечного сечения кювета, м².

При упрощении формулы приняты следующие размеры кювета: ширина по дну 0,4 м, высота 0,6 м, заложение откоса 1:m.

Объем сливной призмы V_сп определяется по формуле (8):

,

(8)

для насыпей заносится в таблицу со знаком «+», для выемок – со знаком «-».

Объем срезки растительного слоя V_р определяется по формуле (9):

,

(9)

где h – толщина срезаемого слоя, м,

С – ширина основания насыпи/ширина выемки по верху.
Профильные пикетные объемы определяются суммированием основного и дополнительных объемов.
V защитного слоя определяется по формуле (толщина защитного слоя принята 0,7 м):

(10)

– площадь защитного слоя, м². Равняется 6,61 м².
Рабочие балансовые объемы учитывают доуплотнение грунта в насыпях k_у = 1,13 и технологические потери при возведении насыпей и выемок k^Н _ТП=0,9, k^В _ТП =1,03. Расчёт ведется по формуле (10):

,

(11)

---

Попикетная ведомость объемов грунта Таблица 2

3. Анализ природно-климатических факторов, влияющих на организацию строительства земляного полотна

3.1. Построение климатического графика с определением сроков строительства линейных и сосредоточенных работ

По значениям среднемесячных температур наружного воздуха для региона строительства – Свердловская область – на листе формата А4 строится климатический график, по которому определяются климатические сроки строительства (Т_клим) при производстве линейных и сосредоточенных земляных работ.

0 – сосредоточенные работы; I – линейные работы. Построенный график см. приложение 4.

3.2. Определение количества рабочих дней для строительства земляного полотна поточным методом по климатическим условиям

Свердловская область находится в II-ой дорожно-климатической зоне.

Расчетное время строительства земляного полотна (если не указаны директивные сроки) рассчитывается по формуле:



где Т_пр- количество выходных и праздничных дней,

Т_рем- количество дней ремонта дорожных машин,

Т_пог- количество дней по климатическим условиям,

Т_орг.- количество дней на организацию потока (8 суток),

Т_{р. пот.} - количество дней на развертывание частного потока определяется по формуле (11):

Климатический график построен по таблице со статистикой среднемесячных температур за последние 20 лет (табл. 3)

(12)

К линейным земляным работам можно приступать после оттаивания грунта и окончания весенней распутицы, а заканчивать их необходимо до начала осенней распутицы.

Продолжительность в днях весенней (Т^вр ) и осенней (Т^ор ) распутицы определена по климатическому графику (взяты дни, где ср. температура воздуха колеблется между 0 и +5℃)





Таблица 3

Среднемесячные показатели температуры за последние 20 лет в Свердловской области

---