 |
Физические характеристики грунтов основания
|
|
|
|
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ
ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ
Омск • 2011
Министерство образования и науки РФ
ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»
Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ
ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ
Методические указания
к курсовой работе по механике грунтов
Составители:
А.С. Ловинецкий
В.Н. Шестаков
Н.И. Барац
Омск
СибАДИ
УДК 624.131
ББК 38.581
Рецензент канд. техн. наук А.Г. Малофеев
Работа одобрена научно-методическим советом специальности в качестве методических указаний для студентов специальности 270205
Обеспечение устойчивости дорожной насыпи: методические указания к курсовой работе по механике грунтов / сост.: А.С. Ловинецкий, В.Н. Шестаков, Н.И. Барац. – Омск: СибАДИ, 2011. – 33 с.
Предназначены для использования при выполнении курсовой работы по механике грунтов студентами специальности 270205 – Автомобильные дороги и аэродромы. Составлены в соответствии с действующими нормами проектирования и учебной программой.
Рассматриваются задачи устойчивости дорожной насыпи на прочном и слабом основаниях, достигаемой армированием откосной части и темпом отсыпки.
Табл. 19. Ил. 10. Библиогр.: 6 назв.
©ГОУ СибАДИ», 2011
Учебное издание
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ
Методические указания к курсовой работе
по механике грунтов
Составители: Алексей Станиславович Ловинецкий,
Владимир Николаевич Шестаков,
Надежда Ивановна Барац
Редакторы Е.В. Садина, И.Г. Кузнецова
Подписано к печати 01. 2011. Формат 60х90 1/16. Бумага писчая.
|
|
|
Оперативный способ печати. Гарнитура Times New Roman.
Усл. п.л. 2,1, уч.- изд.л. Тираж 300 экз. Заказ №. Цена договорная.
Издательство СибАДИ
644099, г. Омск, ул. П. Некрасова, 10
 |
Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ
Оглавление
Введение..............................................................................................4
1. Подготовка исходных данных к курсовой работе.......................4
2. Обеспечение общей устойчивости откосной части насыпи
(задача 1)...................................................................................................10
2.1. Проверка общей устойчивости откосной части насыпи...10
2.2. Расчет параметров армирования откосной части насыпи
геотекстильным материалом...................................................................18
3. Обеспечение устойчивости основания насыпи (задача 2)........21
3.1. Определение продолжительности завершения
интенсивной части осадки насыпи.........................................................21
3.2. Проверка устойчивости слабого основания насыпи..........23
Библиографический список.........................................................31
Приложение 1. Ширина земляного полотна..............................32
Приложение 2. Классификация глинистых грунтов.................32
Приложение 3. Значения коэффициента 
для определения
сжимающих напряжений в основании насыпи по ее оси.....................33
Введение
Основной целью работы является подготовка студентов к изучению дисциплины «Проектирование дорог».
В курсовую работу включены некоторые из наиболее важных задач дисциплины «Механика грунтов», позволяющие студентам специальности 270205 – Автомобильные дороги и аэродромы более глубоко усвоить её теоретические положения. В курсовой работе необходимо выполнить проверку устойчивости дорожной насыпи на проч-ном основании (задача 1) и в случае строительства дороги на слабом основании (задача 2) запроектировать мероприятия по ее обеспечению.
Работа состоит из пояснительной записки, включающей расчётные схемы, оформленной в соответствии с требованиями ГОСТа [6]. Расчетные схемы следует выполнять на миллиметровой бумаге формата А4 с соблюдением масштаба.
|
|
|
ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
Варианты исходных данных приведены в табл. 1.1 – 1.4 и пояснены на рис. 1. Мощность третьего слоя основания следует считать неограниченной. Ширина насыпи b определяется заданной категори-ей автомобильной дороги (прил. 1).
 |
Таблица 1.1
Варианты отметок геологического разреза основания насыпи (см. рис.1)
| № варианта | Подошва первого слоя основания | Подошва второго слоя основания | Уровень подземных вод |
| -2,3 | -5,6 | -1,6 | |
| -2,5 | -7,0 | -1,9 | |
| -1,6 | -4,6 | -1,8 | |
| -1,8 | -6,0 | -2,0 | |
| -2,8 | -8,0 | -1,5 | |
| -3,5 | -6,9 | -4,0 | |
| -4,2 | -9,0 | -5,0 | |
| -3,1 | -9,5 | -3,0 | |
| -5,6 | -11,0 | -4,8 | |
| -3,2 | -8,0 | -3,0 | |
| -4,7 | -8,9 | -4,0 | |
| -2,0 | -6,0 | -2,0 |
Примечание. За нулевую отметку принята отметка подошвы насыпи, совпадающая с отметкой кровли первого слоя основания
По исходным данным для грунта каждого слоя основания вычисляются:
- удельный вес грунта по группам предельных состояний
, (1.1)
где g – ускорение свободного падения, g = 9,81м/с2;
- плотность грунта во взвешенном состоянии
, (1.2)
где 
– плотность воды, = 1,0 т/м3;
- удельный вес грунта во взвешенном состоянии
. (1.3)
Для глинистого грунта каждого слоя дополнительно определяют:
- число пластичности
; (1.4)
- показатель текучести
. (1.5)
Пользуясь прил. 2, по значению 
определяют консистенцию глинистого грунта.
Таблица 1.2
Варианты физических характеристик грунтов основания
| № варианта | Номера слоев основания и разновидность грунта | Плотность грунта по группам предельных состояний, т/м3 | Плотность
частиц
грунта
 , т/м3
| Влажность грунта | Коэффициент пористости е | ||||
по I
группе
| по II
группе
| при-
родная
| на гра-нице
текуче-
сти 
| на границе
раска-
тыва-
ния 
| |||||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок пылев. | 1,97 2,00 1,98 | 1,98 2,03 1,99 | 2,71 2,67 2,65 | 0,29 0,27 0,29 | 0,39 – – | 0,25 – – | 0,77 0,67 0,72 | ||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина | 1,96 2,05 1,94 | 1,98 2,07 1,95 | 2,73 2,66 2,75 | 0,32 0,30 0,20 | 0,36 – 0,51 | 0,21 – 0,27 | 0,82 0,67 0,69 | ||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок ср. кр. | 1,85 1,95 1,97 | 1,88 1,98 2,00 | 2,71 2,65 2,66 | 0,25 0,20 0,16 | 0,31 – – | 0,23 – – | 0,80 0,61 0,54 | ||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 1,98 1,83 1,94 | 2,05 1,87 2,00 | 2,68 2,72 2,78 | 0,15 0,29 0,25 | 0,22 0,37 0,41 | 0,17 0,26 0,23 | 0,50 0,88 0,74 | ||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 1,96 1,91 2,00 | 1,98 1,97 2,05 | 2,72 2,71 2,75 | 0,17 0,30 0,32 | 0,21 0,36 0,51 | 0,15 0,21 0,27 | 0,61 0,79 0,77 | ||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина | 1,96 1,94 1,97 | 1,98 1,96 1,99 | 2,72 2,67 2,77 | 0,28 0,34 0,20 | 0,35 – 0,44 | 0,25 – 0,20 | 0,75 0,83 0,67 | ||
| 1.Суглинок 2.Супесь 3.Глина | 1,97 2,03 1,97 | 1,99 2,05 1,98 | 2,70 2,68 2,73 | 0,26 0,16 0,25 | 0,32 0,20 0,44 | 0,18 0,15 0,21 | 0,71 0,52 0,72 | ||
| 1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина | 2,03 2,06 2,00 | 2,05 2,09 2,03 | 2,68 2,66 2,72 | 0,16 0,23 0,24 | 0,20 – 0,46 | 0,15 – 0,20 | 0,52 0,57 0,66 | ||
| 1.Суглинок 2.Песок пылев. 3.Песок ср. кр. | 1,98 1,97 1,75 | 2,00 1,98 1,78 | 2,69 2,67 2,66 | 0,26 0,23 0,22 | 0,32 – – | 0,18 – – | 0,69 0,66 0,82 | ||
| 1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина | 1,93 2,06 2,00 | 1,95 2,09 2,01 | 2,68 2,66 2,72 | 0,20 0,23 0,21 | 0,23 – 0,47 | 0,17 – 0,21 | 0,65 0,57 0,64 | ||
| 1.Суглинок 2.Глина 3.Супесь | 1,94 1,91 2,04 | 1,96 1,93 2,07 | 2,71 2,72 2,71 | 0,25 0,26 0,22 | 0,34 0,48 0,24 | 0,18 0,20 0,16 | 0,73 0,78 0,60 | ||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 1,94 1,93 1,85 | 1,95 1,96 1,88 | 2,71 2,69 2,73 | 0,26 0,20 0,25 | 0,29 0,24 0,46 | 0,23 0,16 0,18 | 0,75 0,65 0,82 |
Таблица 1.3
|
|
|
Варианты механических характеристик грунтов основания
| № варианта | Номера слоев основания и разновидность грунта | Удельное сцепление по группам предельных состояний, кПа | Угол внутреннего трения по группам предельных состояний, град | Модуль деформации Е, МПа | |||
по I
группе 
| по II
группе 
| по I
группе 
| по II
группе 
| ||||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок пылев. | – – | – – | 4,8 12,6 18,0 | ||||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина | – | – | 4,5 10,8 2,0 | ||||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Песок ср. кр. | – – | – – | 5,0 12,0 18,0 | ||||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 14,6 14,1 20,2 | ||||||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 14,0 8,5 16,2 | ||||||
| 1.Суглинок 2.Песок мелкий 3.Глина | – | – | 5,6 2,0 14,2 | ||||
| 1.Суглинок 2.Супесь 3.Глина | 6,2 13,5 14,1 | ||||||
| 1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина | – | – | 14,2 12,6 15,8 | ||||
| 1.Суглинок 2.Песок пылев 3.Песок ср. кр | – – | – – | 4,9 6,9 16,8 | ||||
| 1.Супесь 2.Песок пылев. 3.Глина | – | – | 10,2 9,2 13,6 | ||||
| 1.Суглинок 2.Глина 3.Супесь | 5,2 12,0 14,6 | ||||||
| 1.Супесь 2.Суглинок 3.Глина | 5,0 12,3 18,0 | ||||||
Для грунта насыпи вычисляют удельный вес
|
|
|
. (1.6)
Таблица 1.4
Варианты характеристик насыпи
| № варианта | Высота насыпи  , м
| Плотность
 , т/м3
| Угол внутреннего трения  , град
| Удельное
сцепление  , кПа
|
| 5,9 | 2,05 | 8,0 | ||
| 6,5 | 2,01 | 10,8 | ||
| 5,8 | 2,05 | 9,6 | ||
| 6,0 | 1,97 | 12,0 | ||
| 5,6 | 1,98 | 10,8 | ||
| 6,2 | 2,03 | 9,0 | ||
| 6,1 | 2,07 | 8,8 | ||
| 8,0 | 2,05 | 6,2 | ||
| 6,4 | 1,99 | 14,4 | ||
| 6,9 | 2,05 | 8,5 | ||
| 6,3 | 2,03 | 6,8 | ||
| 5,5 | 2,02 | 13,0 |
Примечание. Грунт насыпи считать связным.
Пример 1. Подготовка исходных данных
 |
Исходные данные согласно заданию приводим в табл. 1.5 – 1.7.
Таблица 1.5
Физические характеристики грунтов основания
| № варианта | Разновидность грунта |  , т/м3
|  , т/м3
|  , т/м3
| W | 
| 
| е |
| 1.Супесь 2.Песок мелкий 3.Суглинок | 1,98 1,95 1,94 | 2,05 1,98 1,96 | 2,68 2,65 2,71 | 0,15 0,20 0,25 | 0,22 – 0,34 | 0,17 – 0,18 | 0,50 0,61 0,73 |
Таблица 1.6
|
|
|
