Быстрый поиск

Курсовая работа: Дорожнє ґрунтознавство та механіка ґрунтів

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 рунтів та визначенню геометричних розмірів земляного полотна автомобільних доріг, розрахунку його стійкості.

Задачі курсової роботи:

Закріплення та поглиблення знань по визначенню розрахункових параметрів рунтів, 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 нормативн 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, 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:

де: – границя текучост рунтів тіла насипу

1.6 Визначаємо природну вологість ґрунту для відсипання робочого шару насипу:

де: – границя текучост рунту робочого шару

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

(1.2)

де: – щільність частинок

об’єм повітря, яке затиснене в порах; Vo= 0,1

1.8 Для кожного типу ґрунту насипу визначаємо оптимальну вологість:

(1.3)

де: – коефіцієнт, який приймається в залежності від типу ґрунту

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

(1.4)

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

(1.5)

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

(1.6)

де: – 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

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

ti =0,4м

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

(1.7)

1.14 Визначаємо кількість ущільнюючих шарів у всіх шарах насипу:

(1.8)

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

пісок:

грунт тіла насипу:

Таблиця 1.1 – Параметри, які розраховувались в першому розділі.

Гли-бина розта-шу-вання шарів насипу z, м	Висота шарів насипу h, м	Тип грунта	Вологість границі текучості грунта WT,%	Природня вологість Wе,%	Опти-мальна воло-гість Wопт,%	Робочий інтервал потрібної вологості Wпотр,%	Щільність грунта при його природній вологост грунта d, г/см3	Опти- мальна щільність грунта опт, г/см3	Норма- тивний коефі- цієнт ущіль- нення К	Потрібна щільність грунта опт, г/см3	Товщина ущіль-нюючого шару грунту t, м	Число ущільню- ючих 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:

(2.1)

де: – коефіцієнт зсуву

коефіцієнт тертя частинок ґрунту

кут внутрішнього тертя (граничне значення)

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:

(2.2; 2.3)

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

2.4 Визначаємо коефіцієнт пористості ґрунту для кожного шару:

(2.4)

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