Определение расчетной влажности грунта рабочего слоя. Основ-
ными параметрами механических свойств грунта земляного полотна, которыми пользуются в расчетах дорожных одежд на прочность, служат деформационные и прочностные характеристики, модуль упругости Егр, коэффициент Пуассона μгр, угол внутреннего трения φгр и удельное сцепление сгр.
Прочностные и деформационные характеристики грунта зависят от влажности, плотности, структуры, а также от режима его нагружения. Поэтому такие характеристики назначают в два этапа − вначале определяют расчетную влажность WP, а затем устанавливают Егр, φгр и сгр при расчетной влажности.
Расчетную влажность дисперсного грунта Wp (доли от влажности на |
||
|
И |
|
границе текучести Wт) при суммарной толщине слоев дорожной одежды |
||
zi≥0,75 м определяют по формуле |
Д |
|
WP = (ѿтаб + 1ѿ- |
2ѿ)(1+0,1t) ˗ 3, |
(1.7) |
где ѿтаб − среднее многолетнееАзначение относительной влажности грунта (доли от границы текучести) в наиболее неблагоприятный (весенний) период года в рабочем слое земляного полотна, отвечающего нормам СП по возвышению над источникамибувлажнения, на дорогах с усовершенствованными покрытиями и традиционными основаниями дорожных одежд (щебень, гравий ит.п.) при суммарной толщине одежды до 0,75 м в соответствии с табл. 1.14 [1, та л.1 П.2] в зависимости от дорожно-клима- тических зоныСи подзоны, представленных на рис. 1.4 [1, табл.1 П.2], схе-
мы увлажнения земляного полотна и типа грунта; 1ѿ − поправка на осо-
бенности рельефа территории, табл. 1.12 [1, табл.2 П.2]); 2ѿ − поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин в соответствии с табл. 1.14 [1, табл. 3 П.2]; 3 − поправка на влияние суммарной толщины стабильных слоев дорожной одежды, рис. 1.5 [1, рис. 3 П.2]; t − коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности потабл. 1.16 [1, табл.2 П.4].
21
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 1.4. Дорожно-климатческие зоны и подзоны
22
Таблица 1.12. Среднее многолетнее значение относительной влажности
грунта в наиболее неблагоприятный период года в рабочем слое
|
|
|
Среднее значение влажности |
|
, доли |
грунта |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Дорожно- |
Схема |
|
|
|
|
суглинка |
|
супеси |
|||
|
|
|
|
легкого, |
|
пылеватой, |
|||||
увлажнения |
супеси |
|
песка |
|
|||||||
климатическая |
|
тяжелого и |
|
тяжелой |
|||||||
рабочего |
легкой |
пылеватого |
|
||||||||
зона-подзона |
тяжелого пы- |
|
пылеватой, суг- |
||||||||
слоя |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
леватого, |
|
линка легкого |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
глины |
|
пылеватого |
|
|
1 |
|
0,53 |
|
0,57 |
|
|
0,62 |
|
0,65 |
|
I-I |
2 |
|
0,55 |
|
0,59 |
|
|
0,65 |
|
0,67 |
|
|
3 |
|
0,57 |
|
0,62 |
|
|
0,67 |
|
0,70 |
|
|
1 |
|
0,57 |
|
0,57 |
|
|
0,62 |
|
0,65 |
|
I-I |
2 |
|
0,59 |
|
0,62 |
|
|
0,67 |
|
0,70 |
|
|
3 |
|
0,62 |
|
0,65 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
|
|
1 |
|
0,60 |
|
0,62 |
|
|
0,65 |
|
0,70 |
|
I-I |
2 |
|
0,62 |
|
0,65 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
|
|
3 |
|
0,65 |
|
0,70 |
|
|
0,75 |
|
0,80 |
|
|
1 |
|
0,60 |
|
0,62 |
|
|
0,65 |
|
0,70 |
|
II-II |
2 |
|
0,63 |
|
0,65 |
|
|
0,68 |
|
0,73 |
|
|
3 |
|
0,65 |
|
0,67 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
||
|
1 |
|
0,57 |
|
0,59 |
|
|
0,62 |
|
0,67 |
|
II-II |
2 |
|
0,60 |
|
0,62 |
|
|
0,65 |
|
0,70 |
|
|
3 |
|
0,62 |
Д0,64 |
|
|
0,67 |
|
0,72 |
||
|
1 |
|
0,63 |
|
0,65 |
|
|
0,68 |
|
0,73 |
|
II-II |
2 |
|
0,66 |
|
0,68 |
|
|
0,71 |
|
0,76 |
|
|
3 |
|
|
А |
0,70 |
|
|
0,73 |
|
0,78 |
|
|
|
0,68 |
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
0,60 |
|
0,62 |
|
|
0,65 |
|
0,70 |
|
II-II |
2 |
|
0,63 |
|
0,65 |
|
|
0,68 |
|
0,73 |
|
3 |
|
б |
|
0,67 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
||
|
|
0,65 |
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
0,65 |
|
0,67 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
|
II-II |
2 |
и |
|
|
0,70 |
|
|
0,73 |
|
0,78 |
|
|
0,68 |
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
0,70 |
|
0,72 |
|
|
0,75 |
|
0,80 |
|
|
1 |
|
0,62 |
|
0,64 |
|
|
0,67 |
|
0,72 |
|
II-II |
С2 |
0,65 |
|
0,67 |
|
|
0,70 |
|
0,75 |
||
|
3 |
|
0,67 |
|
0,69 |
|
|
0,72 |
|
0,77 |
|
III-III |
1 |
|
0,55 |
|
0,57 |
|
|
0,60 |
|
0,63 |
|
|
2-3 |
|
0,59 |
|
0,61 |
|
|
0,63 |
|
0,67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III-III |
1 |
|
0,58 |
|
0,60 |
|
|
0,63 |
|
0,66 |
|
|
2-3 |
|
0,62 |
|
0,64 |
|
|
0,66 |
|
0,70 |
|
III-III |
1 |
|
0,55 |
|
0,57 |
|
|
0,60 |
|
0,63 |
|
|
2-3 |
|
0,59 |
|
0,61 |
|
|
0,63 |
|
0,67 |
|
IV |
1 |
|
0,53 |
|
0,55 |
|
|
0,57 |
|
0,60 |
|
|
2-3 |
|
0,57 |
|
0,58 |
|
|
0,60 |
|
0,64 |
|
V |
1 |
|
0,52 |
|
0,53 |
|
|
0,54 |
|
0,57 |
|
|
2-3 |
|
0,55 |
|
0,56 |
|
|
0,57 |
|
0,6 |
|
23
Таблица 1.13. Определение параметра 1ѿ
№ п/п |
Тип местности по рельефу |
Поправка 1ѿ |
1 |
Равнинные районы |
0,00 |
2 |
Предгорные районы (до 1000 м выше уровня моря) |
0,03 |
3 |
Горные районы (более 1000 м выше уровня моря) |
0,05 |
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
||
Рис.1.5. Графики определения поправки на влияние суммарной толщины |
||||||||||||||
стабильных слоев дорожной одежды: 1 − для исходной относительной |
||||||||||||||
|
влажности 0,75W2; 2 − |
|
А |
− то же 0,85 W2; 4 − то же 0,9W2 |
||||||||||
|
то же 0,8 |
W2; 3 |
||||||||||||
Таблица 1.14. Таблица определения поправки |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
б |
Д |
|
Поправка в ДКЗ |
|
|
|||||||
|
Конструктивная особенность |
II |
|
IV |
|
V |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
III |
|
|
|||||
Основание дорожной одежды, включая слои на гра- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
нице раздела с земляным полотном, из укрепленных |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
материалов: |
|
|
|
|
|
0,04 |
0,04 |
0,03 |
|
|
|
0,03 |
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
- крупнообломочного грунта песка |
|
|
|
|
|
|
||||||||
- супеси |
|
|
|
|
|
|
0,05 |
0,05 |
0,05 |
|
|
|
0,04 |
|
- пылеватых песков супесей, сугл |
нка, зологрунта |
0,08 |
0,08 |
0,06 |
|
|
|
0,05 |
|
|||||
Укрепление обочин (неименее 2/3 их ширины) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
- асфальтобетоном |
|
|
|
|
|
0,05 |
0,04 |
0,03 |
|
|
|
0,02 |
|
|
- щебнем (гравием) |
|
|
|
|
|
0,02 |
0,02 |
0,02 |
|
|
|
0,02 |
|
|
Дренаж с продольными трубчатыми дренами |
|
0,05 |
0,03 |
- |
|
|
|
- |
|
|||||
Устройство гидроизолирующих прослоек из поли- |
0,05 |
0,05 |
0,03 |
|
|
|
0,03 |
|
||||||
мерных материалов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устройство теплоизолирующего |
слоя, предотвра- |
Снижение расчетной влажности до |
|
|||||||||||
щающего промерзание |
|
|
|
|
|
полной влагоемкости при требуе- |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
мом Купл грунта |
|
|
|||||
Грунт в активной зоне земляного полотна в "обойме" |
Снижение расчетной влажности до |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
оптимальной |
2ѿ |
|
|
||||
Грунт, уплотненный до Купл = 1,031+1,05 в слое 0,3- |
- |
0,03-0,05 |
0,03-0,05 |
|
|
|
0,03-0,05 |
|
||||||
0,5 м от низа дорожной одежды, расположенном ни- |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
же границы промерзания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Поправки |
2 |
по пунктам №1 |
и 2 |
следует |
принимать |
|
только при |
|||||||
1-й схеме увлажнения рабочего слоя, а по пунктам №5 − при 2 и 3-й схемах.
24
Таблица 1.15. Коэффициент нормированного отклонения
Кн |
0,70 |
0,75 |
0,80 |
0,85 |
0,90 |
0,95 |
0,98 |
|
0,52 |
0,68 |
0,84 |
1,06 |
1,32 |
1,71 |
2,19 |
Модуль упругости грунта (модуль Юнга) − коэффициент пропорциональности между вертикальным давлением на грунт и относительной вертикальной деформацией грунта. Определяется по опытам на сжатие при разгрузке первоначально уплотненного образца. Модуль упругости − общее название нескольких физических величин, характеризующих способность твёрдого тела (материала, вещества) упруго деформироваться (то есть не постоянно) при приложении к нему силы. В области упругой деформации модуль упругости тела в общем случае зависит от напряжения и определяется производной (градиентом) зависимости напряжения от деформации, то есть тангенсом угла наклона.
Модуль деформации − коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией.
Таблица 1.16. Расчетные значения модулей упругости грунтов
Грунт |
|
|
Модуль упругости при относительной влажности W/Wт, MПa |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|||
|
|
0,5 |
|
0,55 |
|
0,60 |
0,65 |
0,70 |
|
0,75 |
|
0,80 |
0,85 |
0,90 |
0,95 |
Песок: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- крупный |
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
|
|
|
|
|
|
- средней крупности |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
А |
|
120 |
|
|
|
|
|
||||
- мелкий однородный |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
||||
- пылеватый |
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
96 |
|
90 |
|
84 |
78 |
72 |
|
66 |
|
60 |
54 |
48 |
43 |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Супесь: |
|
2 |
|
|
53 |
49 |
|
45 |
|
43 |
42 |
41 |
40 |
||
- легкая пылеватая |
70 |
|
60 |
|
56 |
|
|
||||||||
- тяжелая пылеватая |
108 |
|
90 |
|
72 |
54 |
46 |
|
38 |
|
32 |
27 |
26 |
25 |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- легкая крупная |
|
|
|
|
|
|
|
|
65 |
|
|
|
|
|
|
Суглинок: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- легкий, тяжелый |
|
|
|
|
|
50 |
41 |
|
34 |
|
29 |
25 |
24 |
23 |
|
|
С |
90 |
|
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- легкий пылеватый |
108 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- тяжелый пылеватый |
|
|
|
|
|
54 |
46 |
|
38 |
|
32 |
27 |
26 |
25 |
|
Глины |
|
|
|
|
|
|
50 |
41 |
|
34 |
|
29 |
25 |
24 |
23 |
На основе определенной расчетной влажности дисперсного грунта Wp необходимо определить по табл. 1.16, 1.17, 1.18 характеристики грунта (по заданию): расчетное значение модулей упругости (Е, МПа); расчетные значения сдвиговых характеристик сцепление (сд, сст, МПа) и угол внутреннего трения (φд, φст, º) определяются в зависимости от расчетного числа приложения расчетной нагрузки определяем характеристики).
25