Xreferat.com » Рефераты по строительству » Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Міністерство освіти та науки України

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра будівництва та експлуатації автомобільних доріг


КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни: ”Дорожнє ґрунтознавство та механіка ґрунтів”


Виконав: ст. гр. Д-25

Перов С. С

Перевірив:

доц. Фоменко О.О.


Харків 2007

Зміст


Вступ

1. Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2. Розрахунок крутості укосів насипу та його стійкість

3. Розрахунок стійкості насипу графоаналітичним методом

4. Розрахунок осідання природної ґрунтової основи під високим насипом

Список літератури


Вступ


Мета виконання курсової роботи – поглиблене вивчення дисципліни “Дорожнє ґрунтознавство і механіка ґрунтів”, набуття практичних навичок самостійного рішення задач по обґрунтовуванню розрахункових характеристик ґрунтів та визначенню геометричних розмірів земляного полотна автомобільних доріг, розрахунку його стійкості.

Задачі курсової роботи:

Закріплення та поглиблення знань по визначенню розрахункових параметрів ґрунтів, які використовуються для зведення земляного полотна та ґрунтових природних основ;

Проектування ущільнення ґрунтів земляного полотна автомобільних доріг;

Розрахунок крутизни відкосів земляного полотна;

Розрахунок стійкості земляного полотна графоаналітичним методом;

Практичне використання методів розрахунку напруженого стану ґрунтових масивів для визначення просадок природних ґрунтових основ під насипом.

1. Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна


1.1 Вихідні дані:

Район будівництва дороги:
Категорія дороги: ІІІ технічна категорія
Тип дорожнього одягу: Полегшений тип дорожнього одягу
Вид покриття: Чорнощебеневе покриття
Висота насипу: Нн=19,8м
Висота робочого шару: hр=0,8м
Висота шару що не підтоплюється: hн= 14,8м
Висота шару що підтоплюється: hп=4,2м
Щільність частинок ґрунту тіла насипу: s=2,73г/см3
Границя текучості ґрунту тіла насипу: WT=33,3%
Число пластичності ґрунту тіла насипу: Jp=12%
Щільність частинок ґрунту робочого шару з піску: s=2,69г/см3
Границя текучості ґрунту робочого шару з піску: WT=14,0%
Число пластичності ґрунту робочого шару з піску: Jp=0%

1.2 Дорожньо-кліматична зона.

По заданому району будівництва встановлюємо дорожньо-кліматичну зону. Сумська область знаходиться в I дорожньо-кліматичній зоні.

1.3 Параметри насипу.

В відповідності з вимогами ДБН В.2.3-4-2000 приймаємо нормативні значення наступних параметрів земляного полотна:

Ширина земляного полотна по верху: В=12м

Насип необхідно розділити на:

Робочий шар: 0,8м

Непідтопляємий шар тіла насипу: 14,8м

Підтопляємий шар тіла насипу: 4,2м

Відповідно таблиці 4.9 ДБН необхідно назначити найбільшу крутизну відкосів для насипу висотою до 12м.

Крутизну відкосів для нижньої частини насипу назначають індивідуально, і її крутизна повинна бути менша, чим в верхній частині насипу.

1.4 Визначаємо відносну вологість ґрунту тіла насипу:

Wвідн=0,70% (1.1)

1.5 Визначаємо природну вологість ґрунту для відсипання тіла насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – границя текучості ґрунтів тіла насипу

1.6 Визначаємо природну вологість ґрунту для відсипання робочого шару насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – границя текучості ґрунту робочого шару

1.7 Розраховуємо щільність сухого ґрунту при його природній вологості для кожного і-го шару ґрунту за формулою:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.2)

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – щільність частинок

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – об’єм повітря, яке затиснене в порах; Vo= 0,1

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.8 Для кожного типу ґрунту насипу визначаємо оптимальну вологість:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.3)

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – коефіцієнт, який приймається в залежності від типу ґрунту

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.9 Для кожного типу ґрунту визначаємо потрібний робочий інтервал вологості, при якому дозволяється виконувати ущільнення, та досягаємо такої щільності, яка забезпечує стійкість насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.4)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.10 Виходячи з стандартного ущільнення ґрунтів, для кожного типу ґрунтів визначаємо оптимальну щільність яка досягається при оптимальньній вологості:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.5)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.11 Визначаємо потрібну щільність ґрунтів для кожного і-го шару:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.6)

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – коефіцієнт ущільнення насипу, який приймається для кожного шару ґрунту по таблиці 4.8 ДБН В.2.3 - 4-2000, в залежності від дорожньо-кліматичної зони та типу покриття.

Кp.0-0.8 = 0,95

Кнп.0,8-1,5 = 0,96

Кнп.1,5-6 = 0,96

Кнп.6-12=0,95

Кнп.12-15,6=0,95

Кп15,6-19,8=0,98

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.12 Призначаємо товщину ущільнюючих шарів насипу в межах 0,3-0,4м.

ti =0,4м

1.13 Визначаємо орієнтовне число проходів дорожнього катка середньої ваги для пошарового ущільнення ґрунтів в шарах насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.7)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.14 Визначаємо кількість ущільнюючих шарів у всіх шарах насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (1.8)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

1.15 Природна вологість кар’єрного ґрунту не виходить за межі робочого інтервалу потрібної вологості, тому ґрунти потрібно висушувати.

пісок: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

грунт тіла насипу: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Таблиця 1. 1 – Параметри, які розраховувались в першому розділі.

Глибина розташування шарів насипу z, м Висота шарів насипу h, м Тип грунта Вологість границі текучості грунта WT,% Природня вологість Wе,% Оптимальна вологість Wопт,% Робочий інтервал потріб-ної вологості Wпотр,% Щільність грунта при його природній вологості грунта d, г/см3

Оптимальна щільність грунта

опт, г/см3

Нормативний коефіцієнт ущільнення К Потрібна щільність грунта опт, г/см3 Товщина ущільнюючого шару грунту t, м Число ущільнюючих шарів n=h/t Кількість проходів дорожного катка на один шар Nе
0 0,8

пі-

сок

14,0 9,5 9, 3

8,3-

10,3

1,93 2,02 0,95 1,92 0,4 2 3
0,8 5,2 суглинок 33,3 22,6 18,0

15,7-

20,3

1,52 1,74 0,96 1,67 0,4 13 10
6 9,6 суглинок 33,3 22,6 18,0

15,7-

20,3

1,52 1,74 0,95 1,65 0,4 24 10
15,6 4,2 суглинок 33,3 22,6 18,0

15,7-

20,3

1,52 1,74 0,98 1,71 0,4 11 6

Висновок: Параметри, які розраховувались в першому розділі зведені в таблиці 1.1, при яких забезпечується висока якість ущільнення земляного полотна.


2. Розрахунок крутості укосів насипу та його стійкість


Розрахункова умова зсуву в будь-який i-й точці ґрунтового стовпа насипу з урахуванням потрібної вологості ґрунту:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.1)

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – коефіцієнт зсуву

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – коефіцієнт тертя частинок ґрунту

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – кут внутрішнього тертя (граничне значення)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна– міцність зчеплення часток ґрунту (граничне значення)


2.1 Вихідні дані:

Границя текучості ґрунту тіла насипу: WT=33,3%
Оптимальна вологість ґрунту тіла насипу Wопт =18,0%
Число пластичності ґрунту тіла насипу: Jp=12%
Щільність частинок ґрунту тіла насипу: s=2,73г/см3
Границя текучості ґрунту робочого шару з піску: WT=14%
Оптимальна вологість ґрунту робочого шару з піску: Wопт =9, 3%
Щільність частинок ґрунту робочого шару з піску: s=2,69г/см3

2.2 Креслимо розрахункову схему насипу та позначаємо шари ґрунту цифрами:

2.3 Визначаємо показник консистенції для всіх шарів ґрунту насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.2; 2.3)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Так як показник консистенції від’ємний, тому ґрунт знаходиться в сухому стані.

2.4 Визначаємо коефіцієнт пористості ґрунту для кожного шару:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.4)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.5 В залежності від отриманих значень Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна та Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна приймаємо по СНИП 2.02.01-83 значення кутів внутрішнього тертя Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна та щільності зчеплення частинок ґрунту Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна з переведенням одиниць вимірювання з кгс/см2 в тс/м2(для цього помножуємо на 10). Для розрахунку приймаємо пісок середньої крупності.

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.6 Для різних висот насипу визначаємо розрахунковий тиск ґрунту, для цього насип необхідно розділити паралельними площинами до підошви насипу та пронумерувати:

1 - 0,8м2 - 0,7м3 - 4,5м4 - 6м5 - 3,6м

6 - 4,2м

2.7 Визначаємо щільність ґрунту з урахуванням потрібної вологості:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.5)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.8 Визначаємо вагу кожного шару ґрунту, який давить на нижню площу по формулі:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.6)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.9 Визначаємо коефіцієнт зсуву та величину цього кута для шарів насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.7)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.10 Так як розрахунки виконувались при умові Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна та коефіцієнт запасу Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна, по знайденим значенням ми можемо побудувати лінію нахилу насипу за допомогою транспортира.

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.11 Визначаємо коефіцієнт запасу за формулою:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (2.8)

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотнаПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

2.12 Креслимо схему нормативної та розрахункової крутизни відкосів по розрахунковим значенням Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна та Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна.

2.13 Так як Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна то приймаємо крутизну відкосів вибрану по СНІП.


Таблиця 2.1 – Параметри, які розраховувались в другому розділі.

Номер шару ґрунту

Крутизна відкосів

1: т

tg Кут , град.

Коефіцієнт пористості

е

Консистенція ґрунтів

IL

Потрібна щільність ґрунтів потр. W, т/м2 Розрахунковий тиск ґрунту QW, т/м2 Кут внутрішнього тертя п, град. tgn

Щільність зчеплення частинок ґрунту

Сп, тс/м2

tg Кут зсуву , град Розрахунковий коефіцієнт запасу стійкрсті Кзап
1 1,75 0,571 2944’ 0,40 0 2,1 1,68 40° 0,839 0,3 1,02 4531’ 1,786
2 1,75 0,571 2944’ 0,63 -0,16 1,97 11,93

24°12ґПроектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна

0,449 3,2 0,72 3541’ 1,26
3 2 0,500 2634’ 0,65 -0,16 1,95 23,63 24° 0,445 3,1 0,58 3010’ 1,16
4 2,5 0,400 2148’ 0,65 -0,16 1,95 30,65 24° 0,445 3,1 0,55 2851’ 1,38
5 2,5 0,400 2148’ 0,60 -0,16 2,02 39,13 24°30ґ 0,456 3,4 0,54 2822’ 1,37

Висновок: Розрахункові параметри другого розділу зведені в таблиці 2.1, при яких забезпечується оптимальна крутизна відкосів насипу земляного полотна.


3. Розрахунок стійкості насипу графоаналітичним методом


При розрахунку графоаналітичним методом враховується тимчасове гусеничне навантаження типу НГ – 60 та постійне навантаження від власної ваги ґрунту насипу.


3.1 Вихідні дані:

Потрібна щільність ґрунту робочого шару  рпотрW=2,1гт/м3
Потрібна щільність ґрунту непідтопляємого шару  нпотрW=1,95гт/м3
Потрібна щільність ґрунту підтопляємого шару  ппотрW=2,02гт/м3
Щільність зчеплення частинок ґрунту робочого шару Ср=0,3тс/м2
Щільність зчеплення частинок ґрунту непідтопляємого шару Ср=3,1тс/м2
Щільність зчеплення частинок ґрунту підтопляємого шару Ср=3,4тс/м2
Кут внутрішнього тертя ґрунту робочого шару р=40
Кут внутрішнього тертя ґрунту непідтопляємого шару р=24
Кут внутрішнього тертя ґрунту підтопляємого шару р=2430ґ

3.2 Виконуємо розрахунок по заміні тимчасового навантаження від гусеничних машин на еквівалентне навантаження ґрунтового стовпа висотою h0, яка визначається за формулою:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (3.1)

де: Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – тиск на одну гусеницю

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – кількість гусениць, встановлених на земляне полотно по ширині В0

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – кількість встановлених гусеничних машин по ширині земляного полотна

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – ширина бази гусеничної машини по наружним розмірам, яка дорівнює 3,3м

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – кількість зазорів між гусеничними машинами

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна – розмір зазору, який приймається між гусеничними машинами

3.3 Креслимо схему поперечного профілю насипу, на якому виконуємо встановлення гусеничних машин по ширині земляного полотна, симетрично відносно осі насипу так, щоб гусениці на бровках земляного полотна не звисали.

3.4 Визначаємо ширину основи насипу:

Проектування ущільнення ґрунтів насипу земляного полотна (3.2)

3.5 Виконуємо графічну побудову лінії АВ, на якій знаходиться радіус кривої сповзання.

Для визначення положення точки А ломану лінію відкосу заміняємо прямою, з’єднуючи бровку насипу земляного полотна з кромкою підошви.

З країв спрямленого відкосу проводять лінії до їх перетину під кутами Проектування ущільнення ґрунтів
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: