Расчет земляного полотна автомобильных дорог: Пособие к СНиП 2.05.07-85 Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий / ЖД / 2 05 07 85

3. Расчет устойчивости земляного полотна автомобильных дорог

3.1. Требования к земляному полотну

Земляное полотно
относится к числу основных элементов
дороги.

Назначение земляного
полотна:

  1. Выровнять (сгладить)
    поверхность рельефа.

  2. Обеспечить
    достаточную прочность для восприятия
    нагрузок от автомобилей.

Земляное полотно
должно быть прочным и устойчивым в
течение всего периода эксплуатации
дороги.

Под прочностью
земляного полотна понимается способность
сохранить не деформируясь под воздействием
нагрузок и природных факторов приданную
ему при строительстве форму и размер.

Под устойчивостью

сохранение предусмотренного в проекте
положения в пространстве без сдвигов
и просадок.

Земляное полотно
на современных дорогах должно в течение
года обладать одинаковым сопротивлением
нагрузки и работать в стадии упругих
деформаций. Только при прочном и
устойчивом земляном полотне ровность
покрытия может оставаться неизменной
в течение всего процесса эксплуатации
дороги.

Прочность и
устойчивость земляного полотна
обеспечивается конструкцией земляного
полотна (крутизной откосов), мероприятиями
по регулированию водно-теплового режима
земляного полотна, возведением земляного
полотна из устойчивых грунтов с тщательным
их послойным уплотнением, укреплением
откосов и т.д.

3.2. Возможные типы деформаций земляного полотна

Опыт эксплуатации
автомобильных дорог накопил данные о
возможных деформациях и разрушениях
земляного полотна, вызываемых либо
неправильными методами его сооружения,
либо недоучетом воздействий нагрузок
и природных факторов.

Рассмотрим следующие
типичные случаи деформаций земляного
полотна:

1. Деформации насыпи
при прочном основании:

Осадка
насыпи
(рис. 3.1, а).

Такие деформации
следствие недостаточного уплотнения
грунта. Для устранения деформаций осадка
необходимо насыпь в процессе производства
работ отсыпать из однородных грунтов
и уплотнять послойно. Рекомендуется
дорожную одежду устраивать через год
после возведения насыпи.

Расползание
насыпи
(рис.
3.1, б).

Расползание насыпи
может произойти при оттаивании мерзлых
грунтов, из которых возведена насыпь в
зимний период. При необходимости
возведения насыпи в зимний период в
тело насыпи должны укладываться талые
грунты, поскольку мерзлый грунт
практически не укладывается.

Сплавы откосов
и оползание откосов

(рис. 3.1, в)

Сплавы откосов
имеют место при малых объемах повреждения.
Оползание (обрушивание) откосов происходит
по поверхностям скольжения. Причинами
этих деформаций являются большая
крутизна откосов, переувлажнение грунтов
земляного полотна, действие
гидродинамического давления на пойменных
насыпях.

Сползание насыпи
на косогоре

(рис. 3.1, г).

Сползание насыпи
имеет место при большой крутизне косогора
и недостаточном трении по подошве
насыпи.

2. Деформации насыпи
на деформируемых основаниях (болото,
пашни и др.):

Просадка насыпи
со сжатием грунта основания

(рис. 3.1, д)

Этот вид деформаций
имеет место при достаточной прочности
грунтов основания (на болотах I
типа).

Просадка насыпи
с выживанием грунта основания

(рис. 3.1, е).

Выжимание слабого
грунта основания имеет место при малой
несущей способности грунтов основания
(на сапропелевых болотах II
и III
типов).

Смещение насыпи
на косогоре вследствие оползания склона
под весом насыпи
(рис.
3.1, ж).

Смещение насыпи
с захватыванием грунта основания имеет
место при сооружении насыпи на неустойчивом
склоне, подверженном оползням и обвалам.

Рис. 3.1. Виды
деформаций насыпей:

а –
осадка от уплотнения грунта в теле
насыпи; б –
деформация осадки от растекания
переувлажненного грунта; в –
оползание откоса насыпи; г –
смещение насыпи по косогору; д –
осадка со сжатием грунта основания; е

осадка, а иногда боковое смещение из-за
выжимания слабого основания; ж –
смещение
из-за оползания склона

На болотах II
и III
типа может произойти сдвиг или сползание
насыпи, отсыпанной до минерального дна
болота при поперечном уклоне минерального
дна более 100 ‰.

При проектировании
земляного полотна в выемке возможны
следующие виды деформаций (рис. 3.2):

Оползание откосов
(рис. 3.2, а, б).

Оползание, сплавы,
осыпи, обвалы откосов происходят при
сооружении выемки в неустойчивых и
переувлажненных грунтах.

Выжимание слабого
грунта
(рис.
3.2, в).

Выжимание слабого
грунта имеет место при устройстве выемки
в слабых пористых грунтах.

Рис. 3.2. Виды
деформаций выемок:

а –
оползание откоса насыпи в однородном
грунте; б –
то же, при слоистом напластовании; в –
выжимание слабого грунта

Использование
типовых поперечных профилей гарантирует
устойчивость земляного полотна в обычных
средних условиях работы.

Индивидуальные
поперечные профили с проверкой на
устойчивость и осадку разрабатывают:

  • для насыпей и
    выемок глубиной более 12 м;

  • для земляного
    полотна, устраиваемого на косогорах
    круче 1:3, участках с наличием оползней,
    оврагов, карста, осыпей, селей, наледей
    и т.д.;

  • для высоких
    пойменных насыпей;

  • для насыпей,
    возводимых на слабых основаниях;

  • для земляного
    полотна, возводимого с применением
    гидромеханизации или взрывных работ.

Исследование устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог

Библиографическое описание:


Грибов, А. А. Исследование устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог / А. А. Грибов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 22 (156). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/156/43914/ (дата обращения: 09.03.2023).



Ключевые слова: автомобильная дорога, земляное полотно, насыпь, слабое основание, слабый грунт, устойчивость, дополнительные мероприятия, осадка, оценка устойчивости, прогноз осадки, ленточные геодрены, тканный геосинтетический материал, конструктивно-технологические решения

Потеря устойчивости насыпи на слабом основании является одной из наиболее часто встречающихся причиной деформаций земляного полотна. Часто по результатам расчетов, выполненных для прогноза устойчивости и осадки основания, возникает необходимость в проведении мероприятий, обеспечивающих в некоторых случаях повышения устойчивости насыпи, а в других процесс ускорения прохождения осадки, но также встречаются и комплексные виды технических решений.

Вопросы, касающиеся повышения и сохранения устойчивости земляного полотна скоростных автомобильных дорог, а также дополнительных мероприятий, направленных на ее обеспечение, являются очень актуальными в современных тенденциях развития транспортной инфраструктуры.

С увеличением транспортного потока возрастает и требования к безопасности при движении на автомобильных дорогах. Исходя из этого, возникает необходимость увеличения общей протяженности сети скоростных автомагистралей.

Проектирование и строительство автомобильных дорог не всегда возможно произвести в наиболее благоприятных условиях. Очень часто проектировщики и строители сталкиваются с участками, производство работ на которых требует большего внимания. Такие участки, как правило, характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями, а в ряде случаев — индивидуальными проектными решениями. В связи с этим на таких участках уделяют больше внимания оценки устойчивости.

При проектировании насыпи земляного полотна на слабых грунтах разрабатываются варианты дополнительных мероприятий по обеспечению несущей способности слабых грунтов и ускорению их осадки, если это необходимо по результатам проделанных прогнозов устойчивости и осадки слабого основания (с учетом конкретных особенностей проектируемой дороги, местных условий и технических возможностей строительной компании). Наиболее приемлемый вариант технологических или конструктивных мероприятий выбирается с учётом технико-экономического расчета.

В зависимости от определяющего результата повышения устойчивости основания конструктивно-технологические решения объединены в группы.

Для уменьшения нагрузки с целью повышения устойчивости применяются следующие конструктивные решения:

‒ снижение высоты насыпи;

‒ устройство насыпей из легких материалов;

‒ применение несжимаемых свай.

Группа конструктивных решений, принимаемых для улучшения напряженного состояния с целью повышения устойчивости, включает следующие мероприятия:

‒ уположение откосов;

‒ использование свайных конструкций;

‒ устройство боковых пригрузочных призм;

‒ применение распределительных плит.

Для увеличения сопротивляемости сдвигу грунта основанияс целью повышения устойчивости применяются следующие конструктивные и технологические решения:

‒ предварительная консолидация;

‒ использование свайных конструкций;

‒ использование песчаных свай-дрен.

Все выше перечисленные мероприятия позволяют обеспечить устойчивость земляного полотна на слабом основании, как при отдельном использовании одного из них, так и при выборе нескольких конструктивных и технологических решений, которые будут работать в комплексе.

Одним из таких комплексных решений является использование ленточных геодрен (Рис.1) в слабом основании с укладкой тканого геосинтетического материала на основе полиэстера и укладка матрасов Рено в нижней части насыпи.

Использование в основании насыпи ленточных геодрен приведет к ускорению прохождения просадки и для обеспечения устойчивости насыпи на слабом основании. Ленточная геодрена представляет собой ленту заводского изготовления шириной 10 см и толщиной 5 мм, состоящую в наружных слоях из тканого геосинтетического материала, предохраняющих геодрену от заиливания, и внутреннего слоя из пластмассовой объемной георешетки которая создает внутреннюю полость, по которой происходит отток воды вдоль геодрены. Шаг установки геодрен — 2,0 м. Глубина погружения геодрен равна 15 м. Поверх основания насыпи устраивается пластовый дренаж из песка мелкого с Кф ≥3м/сут, толщиной 50 см.

Рис. 1. Ленточная геодрена

Укладка тканого геосинтетического материала на основе полиэстера производится для предотвращения повторного попадания влаги, поступающей из толщи слабого грунта, в основание насыпи, а также дальнейшего ее отвода из под насыпи.

В дальнейшем и производится погружение ленточных геодрен в толщу слабого грунта (Рис. 2).

Рис. 2. Погружение ленточных геодрен

Укладка матрасов Рено производится по слою щебеночной подготовки толщиной 40 см из щебня фракции 20–40. Матрасы Рено в данном случае играют роль распределяющей плиты, которая несет функцию рспределения нагрузки от веса насыпи.

В процессе возведения насыпи ленточные дрены будут обеспечивать снижение избыточного порового давления. Максимальная величина после окончания отсыпки составит около 65 кН/м2.

Предворительный расчет такой конструкци на первом этапе отсыпки покажет, что устойчивость насыпи обеспечена.

При расчете консолидации осадки необходимо учесть вес дополнительных слоев грунта, соответствующих величине расчетной осадки. Подразумевается, что досыпка грунта вызовет дополнительную осадку и повлияет на общее время консолидации.

На основе проведенных расчетов подтверждается основная гипотеза об обеспечении устойчивости сооружения при использовании подобного комплекса мероприятий..

Литература:

  1. ГОСТ 25100- 2011 «Грунты. Классификация».
  2. ОДМ 218.3.049–2015. «Методические рекомендации по применению многослойных композиционных дренирующих материалов (геодрен) для осушения и усиления дорожных конструкций при строительстве и реконструкции автомобильных дорог»
  3. Пособие «Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. Москва. 2004.
  4. СТО НОСТРОЙ 2. 25.28–20112 Строительство земляного полотна автомобильных дорог. М. 2012
  5. Хархута Н. Я., Васильев Ю. М. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М., Транспорт 1975г

Основные термины (генерируются автоматически): слабое основание, земляное полотно, основание насыпи, решение, слабый грунт, тканый геосинтетический материал, цель повышения устойчивости, ленточная геодрена, основа полиэстера, укладка матрасов Рено.

Repository@Nottingham Home


Репозиторий в Ноттингеме предназначен для демонстрации опубликованных результатов исследований университета в открытом доступе. По возможности рецензируемые документы, принятые к публикации, или готовые художественные произведения, представленные публично, будут доступны здесь в полном цифровом формате, а также будут даны гиперссылки на стандартные опубликованные версии. См. наши Политики для получения дополнительной информации.

Система сравнительного анализа для классификации машинного обучения на основе данных fNIRS
(2023)

Журнальная статья

Бенерради, Дж., Клос, Дж., Ландовска, А., Валстар, М.Ф., и Уилсон, М.Л. (2023). Система сравнительного анализа для классификации машинного обучения на основе данных fNIRS. Границы нейроэргономики, 4, статья 994969. https://doi.org/10.3389/fnrgo.2023.994969

Справочная информация. Несмотря на то, что были опубликованы усилия по внедрению передовых методов обработки сигналов функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS), до сих пор нет стандартов сообщества для применения машинного обучения к данным fNIRS. К тому же отсутствие…
Узнайте больше о системе сравнительного анализа для классификации машинного обучения на основе данных fNIRS.

Оценка и обследование детей с подозрением на опухоли костей и брюшной полости: процесс консенсуса e-Delphi
(2023)

Журнальная статья

Шанмугавадивел, Д., Лю, Дж., Гэмбл, А., Поланко, А., Ведхара, К., Уокер, Д., и Оджха, С. (2023). Оценка и обследование детей с подозрением на опухоли костей и брюшной полости: процесс консенсуса e-Delphi. BMJ Paediatrics Open, 7, статья e001771. https://doi.org/10.1136/bmjpo-2022-001771

Исходная информация Заболеваемость раком у детей выросла на 15% с 1990-х годов. Ранняя диагностика является ключом к оптимизации результатов, однако широко сообщается о задержках диагностики. Представленные симптомы часто неспецифичны, вызывая диагностическую дилемму для…
Подробнее об оценке и обследовании детей с подозрением на опухоли костей и брюшной полости: процесс консенсуса e-Delphi.

Производство наногидроксиапатита и Mg-витлокита из продуктов, полученных из биоотходов, с помощью непрерывного гидротермального синтеза: шаг к экономике замкнутого цикла
(2023)

Журнальная статья

Нигар, Ф., Джонстон, А., Смит, Дж., Окли, В., Ислам, М. Т., Фелфель, Р., … Ахмед, И. (2023). Производство наногидроксиапатита и Mg-витлокита из продуктов, полученных из биоотходов, посредством гидротермального синтеза в непрерывном потоке: шаг к экономике замкнутого цикла. Материалы, 16(6), статья 2138. https://doi.org/10.3390/ma16062138

Совокупная энтропия как оптимизированная мера систематических комбинаций выбора продуктов потребителями в массовых транзакционных данных
(2022)

Материалы конференции

Мансилла, Р., Смит, Г., Смит, А., и Гулдинг, Дж. (2022). Совокупная энтропия как оптимизированная мера систематических комбинаций выбора продуктов потребителями в массовых транзакционных данных. В материалах Международной конференции IEEE по большим данным 2022 г. (1044–1053). https://doi. org/10.1109/bigdata55660.2022.10021062

Эндоваскулярная тромбэктомия в сравнении с лучшим медицинским лечением после 24 часов после последней известной лунки при остром ишемическом инсульте вследствие окклюзии крупных сосудов
(2023)

Журнальная статья

Сингх Диллон, П., Батт, В., Джовин, Т. Г., Подласек, А., Макконахи, Н., Лентхолл, Р., … Ингланд, Т. Дж. (в печати). Эндоваскулярная тромбэктомия по сравнению с лучшим медицинским лечением после 24 часов после последней известной лунки при остром ишемическом инсульте из-за окклюзии крупных сосудов. Инсульт: сосудистая и интервенционная неврология,

Изучите эти темы исследований

Расширенный поиск

Просто оставьте поля пустыми, если вы не хотите искать

Идентификатор репозитория Ноттингема