Файл: Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение.rtf

Федеральное агентство железнодорожного транспорта ГОУ ВПО

Иркутский государственный университет путей сообщения

Факультет Строительства железных дорог

Курсовой проект

Проектирование и расчет земляного полотна


Иркутск, 2009
Введение
Земляное полотно - наиболее ответственный элемент железнодорожного пути, его несущая конструкция. От его надежности зависит техническая скорость движения поездов и разрешающая статическая нагрузка на рельсы, передаваемая от колесных пар вагонов, а через них масса поезда, провозная и пропускная способность железнодорожных линий.

В данном курсовом проекте решаются следующие вопросы:

· проектируется поперечный профиль пойменной насыпи;

· определяются напряжения и требуемая плотность грунта пойменной насыпи;

· выбирается укрепление откосов и определяется отметка бермы;

· производится расчет тела насыпи на устойчивость;

· определяются ожидаемые осадки основания насыпи.

Часть I. Проектирование пойменной насыпи

1.1 Исходные данные

Грунт тела насыпи - песок крупный.

Грунт основания насыпи - суглинок тяжелый.

Физико-технические характеристики грунтов.
Таблица 1.

№ п/п	Виды грунтов	Nгрунта	W,%	Характеристики
				С, кП	j, град	gуд , т/м3	Wм, Wр, %	WL, %	Jp, %	aкп, см	J0, доли	Kф, м/с
1	Песок крупный	2б	10	1	39	2,64	5	-	-	0,1	0,005	1*10-3
2	Суглинок тяжелый	12в	26	10	17	2,71	20	33	13	1,4	0,09	1*10-9

---

Примечание: В таблице 1 приняты следующие обозначения:

W - природная влажность;

с - удельное сцепление грунта;

j - угол внутреннего трения грунта

g_уд - плотность частиц грунта;

W_м - максимальная молекулярная влагоемкость;

W_р - влажность на границе раскатывания;

W_L - влажность на границе текучести;

J_p - число пластичности;

a_кп - высота капиллярного поднятия воды;

J₀ - средний уклон кривой депрессии;

К_ф - коэффициент фильтрации.
Таблица 2 Данные для построения компрессионных кривых.

№ грунта	Вид грунта	Ветви компрессионной кривой	Значение коэффициентов пористости при давлениях, кПа
			0	100	200	300	400	500	600
2б	Песок крупный	Нагрузки	0,600	0,535	0,495	0,467	0,452	0,448	0,447
		Разгрузки	0,500	0,474	0,458	0,452	0,450	0,448	0,447
12в	Суглнок тяжелый	Нагрузки	0,872	0,806	0,748	0,712	0,686	0,666	0,650
		Разгрузки	0,736	0,708	0,690	0,675	0,663	0,655	0,650

---

По данным табл. 2 строим компрессионные кривые для грунтов 2б и 12в

---

1.2 Проектирование основной площадки

Определение основных конструктивных элементов выемки. При проектировании поперечного профиля насыпи, прежде всего:

а) определяют высоту насыпи Н_н :
Н_н =ОБ - ОЗ (1)
где ОЗ - отметка поверхности земли по оси насыпи.

ОБ - отметка профильной бровки основной площадки.
Н_н = 120-100=20 м
б) затем, в зависимости от количества путей, категории дороги и др. по СТНЦ определяют ширину основной площадки, назначают ее конфигурацию. (II категория, двухпутный участок, радиус кривой = 900 м., песок крупный):

ширина основной площадки = 6,6 м,

уширение основной площадки в наружную сторону для обеспечения необходимой ширины обочин при устройстве возвышения наружной рельсовой нити = 0,40 м,

габаритное уширение = 0,19 м
В = 6,6+4,1+0,40+0,19=11,29 м

1.3 Определение нагрузки в теле насыпи

Силами, вызывающими напряженное состояние грунтов, являются:

· нагрузка от подвижного состава (Р_п);

· вес верхнего строения пути (Р_вс);

Нагрузка от подвижного состава принимается в зависимости от скорости движения, типа вагонов, осевых нагрузок вагонов и типа верхнего строения пути, Р_п = 58 кПа.

Внешние нагрузки от веса верхнего строения пути принимаются в зависимости от типа верхнего строения пути, Р_вс = 16

---

кПа.

1.4 Определение требуемой плотности грунтов в теле насыпи
Общее напряжение s_о в данной точке от всех давлений определяют по формуле:
(2)
где s_р - напряжение в теле насыпи от поездной (временной) нагрузки;

σ_вс - напряжение в теле насыпи от веса верхнего строения пути;

σ_γ - напряжение в теле насыпи от веса столба грунта под рассматриваемым сечением;

По компрессионной кривой определяются значения

Расчетное значение коэффициента пористости грунта определяется для грунта тела насыпи по формуле:
(3)
где К - коэффициент многократности приложения нагрузки,

К (т.0) = 1,6; К (т.1) = 1,4; К (т.2, 3, 4, 5) = 1,25.

Далее определяется требуемая плотность грунта:
(4)
Объемный вес грунта находится по формуле:
(5)
где W - природная влажность.

Затем находятся значения нормальных напряжений:
(6)
По аналогии ведутся расчеты для точек 1, 2, 3, 4 и 5.

Подсчеты напряжений и требуемой плотности грунта в теле насыпи выполнены в табличной форме (табл.3).

По полученным величинам и строим графики.

---