Delist.ru

Прогноз ползучести обочин дорожных насыпей и деформаций ограждающих конструкций с учетом в составе грунта обломков скальных пород (20.05.2008)

Автор: Буянхишиг Болд

уменьшается от 3,7 до 1,8 Па. Данный результат вполне логичен и свидетельствует о том, что по мере увеличения в грунте содержания прочного скелетного каркаса, представленного фракцией скальных обломков 2...10 мм, резерв развития возможных деформаций ползучести в условиях одноосного сжатия уменьшается в два раза!

от содержания в грунте крупнообломочной фракции 2...10 мм. Хорошо видно, что увеличение в грунте фракции 2...10 мм от 10 до 30 % приводит к возрастанию коэффициента динамической вязкости почти на порядок, т.е. с 6·1011 до 1,6·1012 Па·с.

Четвертая глава посвящена рассмотрению путей использования полученных результатов для практического прогноза длительных деформаций обочин и ограждающих конструкций дорожных насыпей. Для изучения особенностей длительного деформирования обочин дорожных насыпей, предварительно используя дифференциальное уравнение в частных производных Э.М. Доброва, была получена формула, позволяющая определить очертания контура насыпи и возможные деформации ползучести элементов конструкции насыпи, развивающиеся во времени в период ее эксплуатации.

Рис.4. Характер изменения коэффициента динамической вязкости грунта в зависимости от наличия крупнообломочной фракции (2...10 мм) в %

На рис.5 представлены эпюры деформаций ползучести бровок откосов и обочин насыпи высотой и шириной по верху 15 м, в зависимости от величины фактора времени Dt. Анализ этих эпюр показывает, что деформации искажения контура насыпи начинают развиваться от бровки откоса, постепенно захватывая контур обочины.

Однако при одном и том же значении параметра Dt величина накопленных деформаций бровки откоса снижается с уменьшением его крутизны. Так, при Dt=0,4 м2 деформация бровки откоса крутизной 1:1 составляет 36 см, а если откос уполаживается до 1:3 – осадка уменьшается до 12 см. Характерно также, что с уположением откоса при одной и той же степени захвата обочин деформациями ползучести величина осадки бровки и общая крутизна деформированной части обочины уменьшаются.

К моменту подхода деформаций ползучести к кромке конструкции дорожной одежды сами обочины успевают претерпеть деформации, при которых происходит существенное, сверх допустимого, увеличение поперечного их уклона, а насыпь приобретает серповидный профиль.

Рис.5. Эпюры деформаций контура обочины насыпи (H=15 м, b= 7,5 м) во времени (крутизна откоса 1:1,5)

Одновременно с искажением профиля обочин происходит нарастание деформаций опускания ограждающих конструкций барьерного типа, которые согласно требованиям норм СНиП 2.05.02-85 располагаются на насыпях высотой выше 2 м при крутизне откосов 1:3 и более. В соответствии с этим документом столбики ограждающих конструкций барьерного типа устанавливаются на расстоянии не менее 0,5 м от бровки земляного полотна.

Именно этот элемент дорожной конструкции, выполняющий роль колесоотбойного механизма и обеспечивающий создание безопасных условий движения автотранспорта, первым начинает реагировать и испытывать на себе деформации ползучести обочины дорожной насыпи. Поэтому ранее (Добров Э.М., Апестин В.К., Горелышев Н.В.) было предложено ограничить максимально допустимую деформацию опускания столбиков или бруса ограждающих конструкций величиной 5...15 см в зависимости от категории дороги и за период межремонтных сроков службы покрытий 10 - 20 лет, исходя из степени их капитальности.

Развивая этот подход, далее целесообразном установить сначала допустимые значения коэффициента деформируемости Dдоп (табл.1), а затем и допустимые минимальные значения коэффициента динамической вязкости грунта насыпи высотой 15 м (табл.2).

В таблицах 1 - 3 представлены результаты подобных расчетов применительно к крутизне откосов насыпи 1:1,5 как наиболее часто применяемой.

Таблица 1

Категория

дороги Параметр

, м2 Максимально допустимый

коэффициент дефомируемости Dдоп, м2/год

усоверш. (капитальные) усоверш.

жесткие нежесткие облегченные

I 0,75 0,0375 0,050 -

II 1,50 0,0750 0,100 -

III 2,40 0,120 0,160 0,240

Таблица 2

Предельные минимальные величины коэффициента вязкости

для грунтов насыпей высотой Н=15 м и с крутизной откосов

Категория

дороги Параметр

, м2 Минимально допустимый

·1011, Па·с

усоверш. (капитальные) усоверш.

жесткие нежесткие облегченные

I 0,75 0,95 0,72 -

II 1,50 0,54 0,36 -

III 2,40 0, 30 0,23 0,15

Полученные нами значения коэффициента вязкости (а·1011- а·1012 Па·с) оказываются выше минимальных значений, указанных в табл. 2, что свидетельствует о возможности их практического использования.

бровок откосов насыпей и сроков межремонтных работ можно оценить максимально допустимые средние скорости деформации бровок откосов, что может быть полезно для мониторинга состояния конструкций в полевых условиях, используя при этом только их периодическую нивелирование. Эти данные приведены в табл. 3.

Таблица 3

Предельные минимальные величины средней скорости осадки бровок насыпей с крутизной откосов 1 : 1,5 и различных типов дорожных покрытий

Категория

дороги Предельная

загрузка...