Технические указания по применению сборных решетчатых конструкций для укрепленияконусов и откосов земляного полотна (стр. 5 )

-вероятность и характер возн икновениядеформаций в поверхн остных слоях высоки х откосов;

-необходимость назначения специальных мероприятий по обеспечен и юместной устойчивости, в данном случае - п римен ение решетчатых конструкций.

Дляпроведени я качественной оценки необходимы следующие данные физическихсвойств грунтов, слагающих поверхностные слои откосов:

W e - е стественная влажн ость (дляоткосов выемок);

W опт - о птимальн ая влажность (для откосовнасыпи);

W т , W р - п ределы пласти чности;

W у - в лажн ость на гран ице усадки;

V у - о бъе мная усадка (на пределеусадки ).

Зерново й состав (коли чество песчан ы х, пы лев аты х, глин истых части ц).

Указ а нн ые данны е позволяют быстро(в полевых условиях и ли в лаборатории на стади и проектн ого задания) оп ределять простейшие показатели, необходимые для ка честв енн ой оц ен ки. К таким показателямотн осятся:

- к оэффициент кон систенции ;

- к оэффиц иент относи тельной в лажности в пределе усадки .

Коэффициентконсистенции B показывает, в каком состоян и и(степень пластичности) будут находиться грунты поверхностных слоев при W е (естественнойвлажности), полученной в полевых условиях. При помощи этого показателя может бытьосуществлен ориентировочный прогноз и зменени я кон систенции грунтаповерхностных слоев. Для этой цели определяют B 1 с учетомрасчетной влажности , которой может обладать грунт R поверхностныхслоях после набухания или оттаивания.

,

где - р асчетная влажность, устанавливаемая влаборатории (см. раздел «Определение расчетных параметров »).

Коэффициентотносительной влажности на пределе усадки п озволяетклассифицировать глинистые грунты по степени их усадочности. Для этой цели можн оиспользовать зависимости ? у = f ( W т - W р ), приведенную нарис. 1. По значению ?у глинистые грунты подразделяют:

- намалоусадочные и безусадочные

?у = 0,7 ? 1;

-усадоч н ые и средн еусадо чны е

?у = 0,4 ? 0,7;

-сильноусадочные

? у = 0,4 ? 0 ,1.

График(см. р и с. 1) дает такжевозможность по значени ю ( W т - W р ) определят ь вел ичину W y и V y .

Н аиболее опасн ыми, с точки зрения разви ти я сплы вов и оп лы вин , являются грунты с?у = 0,7 ? 0 ,1. Для малоусадочных и безусадочных грунтов имеется вместе стем опасность развития эрозионных деформаций.

Настадии качес т венной оценки должн а бытьопределена глубина акти вн ой зоны h воздействия погод н о-кли мати чески х факторов на грунты поверхностных слоев высоки х откосов. Ее определяют по результатам наблюдений задеформациями откосов на ранее построен ных иэксп луатируем ыхучастках земляного полотна.

Ориентировочноза глубину активной зоны может быть принята глубина промерзания (рис. 2 ) или глубина высушивания, определяемая по формуле

м , (1)

г де h и - в ели чина испарения (см. Климатический атлас СССР);

a - показатель и зменения объема глинистых грунтов при вы сушив ании , а = 0,1 11;

- обобщенный показатель набухания и усадкиглинистых грунтов,

, (2)

V наб , V ° - объем о бразцагрун та соответственно после набухания и послеусадки (по данным лабораторных испытаний).

Рис. 1. Зависимость коэффиц и ента относи тельной влажн ости на пределе усадки ? у от величи н ыотносительн ой объемной усадки V у (1) и от числа пластичности (2)

Прогнозывероятности разв и тия деформаций, свя занныхс резким переходом глинистых грунтов в текучее состояние, осуществляют взависимости от расчетных воздействующих факторов на основе сопоставления:

а)расчет н ой величи ны опасногонабухания a оп и свободного н абухан ия a н (расчетныйвоздействующий факто р - н абухан ие-в ысушиван ие );

б)расчетной в лажн ости Waf после оттаивания(с учетом пре д варительного набухания-вы сушивани я) с влажностью грунта (поверхн остного слоя) на пределе текучести (расчетныйвоздействующий фактор - п ром ерзание-о ттаиван ие).

Рис. 2. Карта глубин сезонного промерзания

Величи н у a оп находят поформуле

, (3)

г де W т - в лажн остьгрунта (поверхностного слоя) на пределе текучести;

?с к - о бъемный вес скелета грун та(для выемок - п оданн ым инженерно-геологи ческих изысканий, длян асыпей - п лотность при опти мальн ой влажн ости и коэффициенте уплотн ения, равн ом 0,85- 0,9 ), г/см3 ;

n - п ористость грунта, соответствующая ?ск ;

G - коэффициент вод он асыщ ени я;

?в - объемный в есводы, г/с м 3 .

Величинусвободного набухания а н определяют влабораторных условиях (см. раздел «Определен и е расчетн ых характеристик» ).

Рис. 3. Пример зависимости относительной величины набухан и яот нормальных напряжений при расчетнойвлажности W 1 , W 2 и объемном весе гру н та?1 , ? 2

Есл и a оп ? ан, то и меетсяопасность перехода грунта, некоторой частиповерхностного слоя в текучее состояние. Глубину слоя, который может перейти в текучее состояние, находят по выражени ю

м , (4)

где Р - в еличина нормальныхнапряжений, определяемая по графику (рис. 3);при значении a нр = a оп находятвеличину наб ухания a нр приданном Р .

Величину Wa f определя ю т в лаборатории илиориентировочно, с учет ом известн ой ранее вели чин ы a нр и относ и тельной величиныморозного пучения f , пр и нимаемой по табл. 1 ,по следующей формуле:

, (5)

где Gf - к оэффициентводон асыщ ени я после оттаив ания, равн ый 0,95?1 .

Дляопределен и я мощности слоя, которыйможет перей ти в текучее состояние, на основелабораторных испытаний или по формуле (5)строят график Wa f = f ( P ) с учетом затухани я вели чи нынабухания при увеличении значений нормальныхнапряжен ий P (см. рис. 3 ).

Пример . По да н ным инженерно-геологи ческих и зысканий грунт после вскрытия откоса обладает следующимихарактеристиками:

?ск=1,56 г/см 3 ; n = 0,425; W т = 32,0%; a н = 12 %;

;

a оп ( 6 %)< a н (12 % ) - г рунт находи тся в текучем состоя нии .

Пографику (см. рис. 3) находим, что п ри a нр = a оп = 6 %,

Р = 0,043 к гс/см 2 .

Толщинаспл ыв оопасн ого слоя грунтаравна

м .

Вероятностьвоз н икновения сплы вов, оплы вин и вын осов при наличии в одон осных гори зон тов, которые выклиниваю тсяв пред елах активн ой зоны, устан авли вают по данным ин женерно-геологически х и зысканий.

К оличественнаяоценка

Количественнуюоценку местной устойчивости проводят для уточнен и я принятой кон струкции высоких (выше 12 м ) откосов насыпей и сухих выемок, сложенных глинистыми грунтами, а также выемок глубиной не менее 3 м приналичии водон осных гори зонтов. Расчетную схему и метод расчет а назначают в зависи мостиот ожи даемых деформаций в поверхностных слояхоткосов.

Дляпроведения расчетов необход и мы следующие данные:

- ко н струкцияоткоса, назначенная на основе оценки общей устойч ивости ;

- глубинаактивной зоны -з он ы акти вного воздействи я пого дн о-к лим атически х факторов в поверхностн ыхслоях откоса (по дли не его образую щей);

-силы, действующ и е в пределах активной зоны откоса (в том числе и на егоповерхн ость );

-расчетные значения проч н остн ыххарактеристик грунта активной зоны угол внутреннего трения ? WN и сцеплени я c WN с учетоможидаемых воздействий основ н ых погодн о-кли матически х факторов (начто указывает индекс N ).

Таблица 1

Ориентировочные значения величины относительного пучения f в зав и симости от числа пластичности ( W т - W р ) и расчетной влажност и в зоне промерзания

W т - W р	Значения f при влажности, %
16	18	20	22	24	26	28	30	32	34	36
1	0,015	0,018	0,021	0,025	0 ,028	0,031	0,034	0,037	0,041	0,044	0,047
2	0 , 022	0,025	0,029	0,032	0,035	0,038	0,041	0,045	0,048	0,051	0,054
3	0,034	0,037	0,040	0,044	0,047	0,050	0,053	0,056	0,060	0,063	0,066
4	0,050	0,054	0,057	0,060	0,063	0,066	0,07 0	0,073	0,076	0,079	0,082
5	-	0,075	0,078	0,0 8 1	0,084	0,08 8	0,091	0,094	0,097	0,100	0,103
6		0,097	0,100	0,104	0,107	0,110	0,113	0,116	0 ,1 20	0, 1 23	0 ,1 26
7			0,13 0	0,133	0,136	0,139	0,143	0,146	0 ,14 9	0,152	0 ,1 55
8			0,164	0,167	0,170	0,173	0,176	0,170	0,183	0 ,1 86	0, 189
9				0,205	0,208	0,212	0,215	0, 21 8	0,221	0,224	0,227
10				0,248	0,251	0,254	0,258	0,261	0,264	0,267	0,270

Примечание .Объемный ве с скелета грунта ?ск принят равн ым 1,6 г/ см 3 . Интенсивность пучения f ?п для других значений ?п определяют по формуле