Спосіб визначення стану земляного залізничного полотна

Спосіб визначення стану земляного залізничного полотна, який включає виміри висоти та вугла відкосу, визначення радіусу сповзання відкосу, аналіз фізичних параметрів ґрунту і визначення коефіцієнта СТІЙКОСТІ, який відрізняється тим, що додатково експериментально, наприклад пенетрацією, визначають зони зміни форми поверхні зсуву, вираховують товщину Винахід має відношення до будівництва залізниць, а саме до розрахунків СТІЙКОСТІ, збереження та лікування земляного полотна у районах розвитку небезпечних геологічних процесів підробок, а також може бути використаним при забудові і ремонті шляхового одягу Відомий спосіб визначення характеристик МІЦНОСТІ та деформованості не мерзлих ґрунтів, який включає шурфування в районі порушення земляного залізничного полотна, відбір МОНОЛІТІВ, транспортування їх до лабораторії, вирізання зразків і визначення, наприклад, методом одно площинного зрізу фізичних параметрів опору ґрунту зрізу, куга внутрішнього тертя та питомого зчеплення (Ґрунти Методи лабораторного визначення характеристик МІЦНОСТІ І деформованості ДСДУ Б В 2 1-4-96 К 1967) Недоліком цього способу являється необхідність великої КІЛЬКОСТІ проб ґрунтів та спеціальних лабораторних умов для обстеження розгалужених тіл сповзання, довжина яких може досягти сотень метрів Найбільш близьким до запропонованого є спосіб визначення стану земляного залізничного полотна, який включає призначення вірогідної поверхні сповзання відкосу, розбиття тіла сповзання на окремі ВІДСІКИ, складання рівняння моментів сил, які утримують і які прагнуть зсунути його тіло Порівнянням цих моментів отримуємо коефіцієнт на стадії практичного строку експлуатації земляного полотна, виробниками практично не використовується Технічна задача, яка вирішується у запропонованому способі, є удосконалення методики визначення стану земляного залізничного полотна з урахуванням реальної форми поверхні сповзання і більш точного значення коефіцієнту СТІЙКОСТІ (Механика грунтов, основания и фундаменты Учебник / Гольдштейн М Н и др М Транспорт, 1981 С 97, рис 5 26) Суть запропонованого способу визначення стану земляного залізничного полотна полягає у вимірах висоти та кута відкосу, визначення радіусу сповзання, аналізу фізичних параметрів ґрунту і коефіцієнта СТІЙКОСТІ, при цьому, додатково експериментальне, наприклад, пенетрацією визначають зони зміни поверхні зсуву, вираховують товщину СТІЙКОСТІ Недоліком цього способу є те, що по своїй суті він являється теоретичним, приближении і, незважаючи на широке використання в розрахунках, шару зминання ґрунту, КІЛЬКІСТЬ ДІЛЯНОК опору зсуву і коригують коефіцієнт СТІЙКОСТІ шару зминання, КІЛЬКІСТЬ ДІЛЯНОК ЗМІНИ поверхні зсуву і коригують коефіцієнт СТІЙКОСТІ Накресленнях наведено - на фіг 1 - поперечний перетин земляного залізничного полотна із елементами проектного визначення мінімального коефіцієнта СТІЙКОСТІ, - на фіг 2 - поперечний перетин полотна з реальною формою поверхні зсуву Залізничне полотно складається із сформованого на земній поверхні насипу 1 висотою 2 і кутом нахилу ВІДКОСІВ 3, та поверхнею можливого сповзання L, яка створена радіусом R, проведеним з центру 4 Призма сповзання 5-6-7 розділена на ВІДСІКИ шириною 1 м Кожний ВІДСІК має вагу G, век тор якої складається із нормальної сили N, тиску СО о о о> ю 59003 відсіку на поверхню сповзання і зсувної - Т, розташованої під кутом а. Сумарна дія ваги ВІДСІКІВ характеризується приведеною діаграмою 8 із мінімальним КОефіЦІЄНТОМ СТІЙКОСТІ Kmm На фіг 2 приведено реальну форму 9 поверхні сповзання L, товщиною шару 10 та участками зміни форми 1 1 , яка обмежена умовною поверхнею сповзання 12 Спосіб здійснюється наступним чином На реальному земляному полотні, яке має відхилення від проектного (фиг 1), вимірюють висоту 2, кут нахилу відкосу р і, довільно через точки 5-7 проводять коло радіусом R із центром в точці 4 Радіус R формує на ВІДКОСІ поверхню сповзання L В декількох точках на ВІДКОСІ копаємо шурфи, вирізаємо моноліти і лабораторними методами визначаємо геологічний склад та фізичні параметри ґрунтів кут внутрішнього тертя ф, зчеплення Призму можливого сповзання 5-6-7 розділяємо на вертикальні ВІДСІКИ реальної ширини (1 м) і в масштаб і наносимо на фіг 1 Для кожного відсіку вираховуємо вагу G,, де і - порядковий номер відсіку, а п - КІЛЬКІСТЬ ВІДКОСІВ Враховуючи, що кут а, є кут між вагою G, і нормальною силою N, дії відсіку перпендикулярно дотичній Т. до поверхні сповзання 5-7, вираховуємо останні для усіх ВІДСІКІВ за формулами (1) Моменти цих сил відносно точки 4 являються М y m p = CLR + ^ N , tg ф R момент сил стримуючих ВІДКІС від зсуву, М з с =T,R - момент зсувних сил Коефіцієнт СТІЙКОСТІ відкосу вираховуємо за формулою -cosa. k = 'утр (2) G, - s m a , £ ну 10 Сума m змін 1 Змінюючи радіус R, що впливає на вагу ВІДСІКІВ, проводимо декілька розрахунків і знаходимо (без попереднього те оретичного обґрунтування) створює додатковий утримуючий момент, який після підстановки у (2) коригує його в сторону збільшення СТІЙКОСТІ відкосу CL k = С(МПа) та ЩІЛЬНІСТЬ р ( Н / с м 3 ) N|=G|COS(X|, T|=G|Sina, мінімальне значення коефіцієнту СТІЙКОСТІ к т щ (діаграма 8 на фіг 1) Враховуючи, що реальна поверхня зсуву L не проходить ЧІТКО по поверхні мінімального коефіцієнта СТІЙКОСТІ 5-7, проводимо серію обстежень відкосу, наприклад, методами пенетрометрм, визначаючи зони зміни 11 - зони зминання Наносимо реальну криволінійну поверхню 9 зсуву на фіг 2 і проводимо додаткову умовну зону зсуву, яка по поверхні земляного полотна 1 зміщена на величи G, - c o s a , 'утр (3) G, - s m a , £ 1 Порівнюючи зчеплення коефіцієнтів СТІЙКОСТІ визначаємо стан земляного залізничного полотна Значення коригованого коефіцієнту СТІЙКОСТІ, за рекомендаціями автора прототипу повинно знаходитись в межах 1,1