Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2012 в 22:55, курсовая работа
Поперечный профиль насыпи проектируется с учетом требований СТН-Ц-01-95. Отметка основания по оси земляного полотна и высота насыпи приведены в задании: м, м.
Ширина основания земляного полотна магистральных железных дорог 1 категории принимается равной:
- на однопутных линиях – 7,1м;
- на двухпутных линиях – 11,7 м;
Построение поперечного профиля насыпи.
Определение нагрузки.
Определение расчетных характеристик:
Грунты насыпи
Грунты основания
1.4 Определение минимального коэффициента устойчивости.
Часть 2. «Расчет и проектирование дренажа».
Расчет и проектирование двустороннего закюветного дренажа выемки.
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
«Петербургский
государственный университет
(ПГУПС)
______________________________
Кафедра «Железнодорожный путь»
Курсовой проект
«Железнодорожное земляное полотно»
Шифр 05-СЖД-601
Санкт-Петербург
2009г
Содержание работы:
Часть 1. «Расчет устойчивости пойменной насыпи».
1.4 Определение минимального коэффициента устойчивости.
Часть 2. «Расчет и проектирование дренажа».
Часть 1. Расчет устойчивости пойменной насыпи.
Пойменные насыпи сооружаются по индивидуальным проектам. Задача их проектирования решается подбором, т.е. сначала задаются очертания насыпи, а затем проверяется их устойчивость
1.1 Построение поперечного
Поперечный профиль насыпи проектируется с учетом требований СТН-Ц-01-95. Отметка основания по оси земляного полотна и высота насыпи приведены в задании: м, м.
Ширина основания
земляного полотна
- на однопутных линиях – 7,1м;
- на двухпутных линиях – 11,7 м;
Очертанием сливной призмы при расчете пойменной насыпи можно пренебречь.
Крутизна откосов насыпи из связных грунтов при м принимается равной:
- в верхней части высотой до 6 м – 1:1,5;
- в средней части высотой до 12 м – 1:1,75;
- в нижней части высотой более 12 м – 1:2;
У пойменных насыпей подтапливаемых водой, устраивают бермы, шириной не менее 3 м. Отметка берм принимается на уровне 1/3 высоты насыпи, но не ниже чем:
где м – отметка горизонта высокой воды трехсотлетней вероятности превышения;
м – высота набега волны;
м – технический запас;
Крутизна откосов берм в случае подтопления их водой принимается не менее 1:2.
1.2 Определение нагрузки
Нагрузка от подвижного состава и нагрузка от собственного веса верхнего строения пути, учитывается в виде фиктивного столбика грунта высотой:
где кгс/м2=10,4 т/м2 – временная поездная нагрузка (принимается равной допускаемым напряжениям на основной площадке земляного полотна);
т/м3 – объемный вес грунта насыпи при естественной влажности;
Ширина полосовой нагрузки принимается равной длине шпалы, т.е. 2,75 м.
т/м2
1.3 Определение расчетных
1.3.1 Грунты насыпи:
Объемный вес грунтов насыпи во взвешенном состоянии определяется по формуле:
где т/м3 – удельный вес грунтов насыпи;
- коэффициент пористости
γс к=1,66 т/м3
– объемный вес скелета грунта насыпи;
Коэффициент трения грунтов насыпи во взвешенном состоянии определяется по формуле:
где - коэффициент трения грунтов насыпи в естественной влажности;
- угол внутреннего трения грунта;
Удельное сцепление грунтов насыпи во взвешенном состоянии определяется по формуле:
где т/м2 – удельное сцепление грунтов в естественном состоянии;
1.3.2 Грунты основания:
Характеристики
грунтов основания при
Объемный
вес грунтов основания
где т/м3 – удельный вес грунтов основания;
- коэффициент пористости
γс к=1,66 т/м3 – объемный вес скелета грунта основания.
Коэффициент трения грунтов основания во взвешенном состоянии определяется по формуле:
где - коэффициент трения грунтов основания в естественной влажности;
- угол внутреннего трения связанных грунтов;
Удельное сцепление грунтов основания во взвешенном состоянии определяется по формуле:
где т/м2 – удельное сцепление грунтов в естественном состоянии
Результаты расчетов по определению характеристик грунтов насыпи и основания сведем в таблицу 1.
Значение
углов внутреннего трения
Характеристика |
|
|
| |
Грунты | ||||
Насыпь | ||||
В естественном состоянии |
21,6 |
0,4 |
2,9 |
2,6 |
Во взвешенном состоянии |
18,78 |
0,34 |
2,03 |
1,02 |
Основание | ||||
В естественном состоянии |
21 |
0,384 |
2,6 |
2,56 |
Во взвешенном состоянии |
21,01 |
0,326 |
1,82 |
1,01 |
1.4 Определение минимального
Для определения коэффициента устойчивости задаемся возможными кривыми обрушения, для каждой из которой определяем наименьший коэффициент устойчивости откоса по следующей формуле:
где - номинальная составляющая силы собственного веса;
- касательная составляющая
- коэффициент трения;
- длина поверхности скольжения в пределах рассматриваемого отсека;
- удельной сцепление;
- гидродинамическое давление;
- площадь, равная сумме площади
сползающей насыпи во
- средний уклон кривой
Возможные кривые обрушения представлены на рис.1.
Дальнейшие вычисления указанных сил, а также их суммы по всем отсекам представлены в таблицах 2,3,4, соответственно для 3-х возможных кривых обрушения.
По данным
таблиц определяются по
- при радиусе кривой обрушения R=35,6(м):
- при радиусе кривой обрушения R=45,09(м):
- при радиусе кривой обрушения R=46,26(м):
По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:
в результате расчета получили, что
коэффициенты устойчивости насыпи во
всех случаях не намного больше нормативного
значения равного 1,2 , поэтому откос насыпи
имеет хороший запас устойчивости.
Определение удерживающих и сдвигающих сил (R=35,6 м) Таблица 2
№ |
α |
sinα |
cosα |
ωc |
ωв |
ωво |
Qс |
Qв |
Qво |
Q |
N |
f |
N*f |
T |
C |
l |
C*l |
1 |
50 |
0,77 |
0,64 |
2,69 |
0 |
0 |
6,99 |
0 |
0 |
6,99 |
4,50 |
0,4 |
1,7983 |
5,3577 |
2,9 |
3,3 |
9,57 |
2 |
45 |
0,71 |
0,71 |
25,24 |
0 |
0 |
51,74 |
0 |
0 |
51,74 |
36,59 |
0,4 |
14,635 |
36,587 |
2,9 |
3,8 |
11,02 |
3 |
40 |
0,64 |
0,77 |
12,53 |
0 |
0 |
25,69 |
0 |
0 |
25,69 |
19,68 |
0,4 |
7,8708 |
16,511 |
2,9 |
2,7 |
7,83 |
4 |
34 |
0,56 |
0,83 |
31,32 |
0 |
0 |
64,21 |
0 |
0 |
64,21 |
53,23 |
0,4 |
21,292 |
35,904 |
2,9 |
5,3 |
15,37 |
5 |
27 |
0,45 |
0,89 |
30,3 |
0 |
0 |
62,12 |
0 |
0 |
62,12 |
55,34 |
0,4 |
22,138 |
28,2 |
2,9 |
2,3 |
6,67 |
6 |
23 |
0,39 |
0,92 |
1,06 |
0 |
0 |
2,17 |
0 |
0 |
2,17 |
2,00 |
0,34 |
0,6801 |
0,8491 |
2,03 |
0,2 |
0,406 |
7 |
20 |
0,34 |
0,94 |
19,97 |
2,51 |
0 |
40,94 |
2,5602 |
0 |
43,50 |
40,88 |
0,34 |
13,898 |
14,877 |
2,03 |
4,04 |
8,2012 |
8 |
15 |
0,26 |
0,97 |
11,36 |
6,36 |
0 |
23,29 |
6,4872 |
0 |
29,78 |
28,76 |
0,34 |
9,7786 |
7,7064 |
2,03 |
3,7 |
7,511 |
9 |
11 |
0,19 |
0,98 |
4,44 |
4,92 |
0 |
9,10 |
5,0184 |
0 |
14,12 |
13,86 |
0,34 |
4,7127 |
2,6943 |
2,03 |
2,1 |
4,263 |
10 |
9 |
0,16 |
0,99 |
2,03 |
2,38 |
0,05 |
4,16 |
2,4276 |
0,069 |
6,66 |
6,58 |
0,33 |
2,1701 |
1,0416 |
1,82 |
0,9 |
1,638 |
11 |
5 |
0,09 |
1,00 |
4,12 |
8,05 |
0,68 |
8,45 |
8,211 |
0,9384 |
17,60 |
17,53 |
0,33 |
5,7844 |
1,5335 |
1,82 |
3,1 |
5,642 |
12 |
3 |
0,05 |
1,00 |
0,22 |
2,5 |
0,32 |
0,45 |
2,55 |
0,4416 |
3,44 |
3,44 |
0,33 |
1,1345 |
0,1802 |
1,82 |
0,9 |
1,638 |
13 |
1 |
0,02 |
1,00 |
0 |
3,36 |
0,49 |
0,00 |
3,4272 |
0,6762 |
4,10 |
4,10 |
0,33 |
1,3539 |
0,0716 |
1,82 |
1,4 |
2,548 |
14 |
2 |
0,03 |
1,00 |
0 |
3,88 |
0,67 |
0 |
3,9576 |
0,9246 |
4,88 |
4,88 |
0,33 |
1,6101 |
0,1704 |
1,82 |
4,05 |
7,371 |
145,28 |
33,96 |
2,21 |
108,86 |
151,68 |
89,678 | ||||||||||||
Определение удерживающих и сдвигающих сил (R=37,24м) Таблица 3
№ |
α |
sinα |
cosα |
ωc |
ωв |
ωво |
Qс |
Qв |
Qво |
Q |
N |
f |
N*f |
T |
C |
l |
C*l |
1 |
48 |
0,74 |
0,67 |
18,6 |
0 |
0 |
48,36 |
0 |
0 |
48,36 |
32,36 |
0,4 |
12,944 |
35,938 |
2,9 |
3,8 |
11,02 |
2 |
44 |
0,69 |
0,72 |
7,81 |
0 |
0 |
20,31 |
0 |
0 |
20,31 |
14,61 |
0,4 |
5,8428 |
14,106 |
2,9 |
2,8 |
8,12 |
3 |
37 |
0,60 |
0,80 |
21,2 |
0 |
0 |
55,12 |
0 |
0 |
55,12 |
44,02 |
0,4 |
17,608 |
33,172 |
2,9 |
5,5 |
15,95 |
4 |
30 |
0,50 |
0,87 |
20,79 |
0 |
0 |
54,05 |
0 |
0 |
54,05 |
46,81 |
0,4 |
18,725 |
27,027 |
2,9 |
5,15 |
14,935 |
5 |
22 |
0,37 |
0,93 |
19,66 |
0 |
0 |
51,12 |
0 |
0 |
51,12 |
47,39 |
0,4 |
18,958 |
19,148 |
2,9 |
5,3 |
15,37 |
6 |
17 |
0,29 |
0,96 |
7,83 |
1,15 |
0 |
20,36 |
1,173 |
0 |
21,53 |
20,59 |
0,34 |
7,0007 |
6,2951 |
2,03 |
2,85 |
5,7855 |
7 |
13 |
0,22 |
0,97 |
6,48 |
3,69 |
0 |
16,85 |
3,7638 |
0 |
20,61 |
20,08 |
0,34 |
6,8284 |
4,6366 |
2,03 |
3,11 |
6,3133 |
8 |
8 |
0,14 |
0,99 |
4,05 |
5,62 |
0 |
10,53 |
5,7324 |
0 |
16,26 |
16,10 |
0,34 |
5,4754 |
2,2633 |
2,03 |
3,05 |
6,1915 |
9 |
5 |
0,09 |
1,00 |
0,29 |
2,4 |
0 |
0,75 |
2,45 |
0 |
3,20 |
3,19 |
0,34 |
1,0845 |
0,2791 |
2,03 |
1,09 |
2,2127 |
10 |
1 |
0,02 |
1,00 |
0 |
5,59 |
0 |
0,00 |
5,70 |
0 |
5,70 |
5,70 |
0,34 |
1,9383 |
0,0995 |
2,03 |
3,44 |
6,9832 |
11 |
1 |
0,02 |
1,00 |
0 |
0,55 |
0 |
0,00 |
0,56 |
0 |
0,56 |
0,56 |
0,34 |
0,1907 |
0,0098 |
2,03 |
2,15 |
4,3645 |
106,71 |
19 |
251,42 |
96,595 |
142,98 |
97,246 | ||||||||||||