Расчет конструкции на сдвигоустойчивость.

 

Назначаем расчетные значения конструктивных слоев. Значение модулей упругости назначаем при +40º С.

Таблица №6.

№	Материал слоя	h слоя, см	Расчет по усл. сдвигоуст., Е, Па
1.	Асфальтобетон плотный на БНД марки 90/130
2.	Асфальтобетон пористый на БНД марки 90/130
3.	Щебень «черный»
4.	Щебень фракционный
5.	Песок крупный
6.	Суглинок тяжёлый	-

 

Действующие в грунте активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:

,

где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;

р – расчётное давление от колеса на покрытие.

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем грунт (суглинок тяжёлый) со следующими характеристиками:

Е_н = 72 МПа, j = 9° и с = 0,012 МПа.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:

По отношениям и и при j = 9° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,029 МПа.

Таким образом: Т = 0,029×0,6 = 0,0174 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле:

,

где с_N - сцепление в грунте земляного полотна, МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки, принимаем 0,012;

k_д - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе “основание - песчаный слой” разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения k_д равным:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 1,0 - во всех остальных случаях.

z_оп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, принимаем 63 см;

g_ср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, по расчету 0,001892 кг/см³;

j_ст - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, принимаем 24º.

_кг/см³

 

.

Определяем коэффициент прочности:

Требуемый минимальный коэффициент прочности при заданной надежности 1,0. Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.

Расчетная схема.

Рассчитываем конструкцию по сдвигоустойчивости в песчаном слое.

Действующие в песчаном слое активные напряжения сдвига вычисляем по формуле:

,

где - удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки, определяемое с помощью номограмм;

р – расчётное давление от колеса на покрытие.

Для определения предварительно назначенную дорожную конструкцию приводим к двухслойной расчетной модели.

В качестве нижнего слоя модели принимаем песок крупный со следующими характеристиками:

Е_н = 82 МПа, j = 28° и с = 0,003 МПа.

Модуль упругости верхнего слоя модели вычисляем по формуле:

По отношениям и и при j = 28° с помощью номограммы находим удельное активное напряжение сдвига от единичной нагрузки: = 0,032 МПа.

Таким образом: Т = 0,032×0,6 = 0,0192 МПа.

Предельное активное напряжение сдвига Т_пр в грунте рабочего слоя определяем по формуле:

,

где с_N - сцепление в песчаном слое, МПа, принимаемое с учетом повторности нагрузки, принимаем 0,012;

k_д - коэффициент, учитывающий особенности работы конструкции на границе песчаного слоя с нижним слоем несущего основания. При устройстве нижнего слоя из укрепленных материалов, а также при укладке на границе “основание - песчаный слой” разделяющей геотекстильной прослойки, следует принимать значения k_д равным:

- 4,5 - при использовании в песчаном слое крупного песка;

- 4,0 - при использовании в песчаном слое песка средней крупности;

- 3,0 - при использовании в песчаном слое мелкого песка;

- 1,0 - во всех остальных случаях.

z_оп - глубина расположения поверхности слоя, проверяемого на сдвигоустойчивость, от верха конструкции, принимаем 43 см;

g_ср - средневзвешенный удельный вес конструктивных слоев, расположенных выше проверяемого слоя, по расчету 0,001865 кг/см³;

j_ст - расчетная величина угла внутреннего трения материала проверяемого слоя при статическом действии нагрузки, принимаем 24º.

_кг/см³

 

.

Определяем коэффициент прочности:

Требуемый минимальный коэффициент прочности при заданной надежности 1,0. Следовательно, конструкция удовлетворяет условию прочности по сдвигу.

Расчетная схема.