Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85). Часть 6

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Программа для автоматизированного расчета устойчивого поперечного профиля насыпей

Программа предназначена для автоматизированного проектирования профиля насыпи из грунтов с различными физико-механическими свойствами, а также других естественных откосов с обеспечением расчетного коэффициента устойчивости по методу круглоцилиндрических поверхностей.

Исходные данные для расчета: свойства грунта - плотность, пористость, расчетный угол внутреннего трения и удельного сцепления, отметка грунтовой воды.

Программа "УСОТ-9-ЕС" составлена на ЭВМ ЕС-1020 и ЕС-1026. На печать выдаются координаты точек запроектированного поперечного профиля равно-устойчивого откоса и коэффициенты устойчивости.

Разработана на языке "ФОРТРАН-IV" ПромтрансНИИпроектом Госстроя СССР. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Программа для автоматизированного расчета оптимальной высоты насыпи на болоте для железных дорог

Программа предназначена для автоматизированного расчета минимальной толщины насыпного слоя на болоте из условий обеспечения допустимых напряжений в рельсе, для путей узкой колеи (750 мм) и нормальной колеи (1520 мм) при различных нагрузках.

Исходные данные для расчета: модуль упругой деформации грунта насыпи, ее высота, коэффициент пористости грунта, мощность торфяной залежи, толщина балласта, допустимое напряжение в рельсе, модуль упругости в рельсе, вес локомотива, его расчетная скорость, ширина и длина шпалы.

Программа "Р1041" составлена на ЭВМ-222 с транслятором ТА-1м. На печать выдаются: коэффициент пористости торфа, мощность залежи, модуль деформации грунта насыпи, напряжение в рельсе, оптимальная высота насыпи, осадка ее основания, прогиб рельса, сила давления рельса на шпалу, напряжение под шпалой. Разработана на языке "АЛГОЛ-60" канд. техн. наук А.С. Королевым (Калининский политехнический институт). Адрес: 170040, г. Калинин, Первомайская наб., 17, КПИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Программа для автоматизированного расчета оптимальной высоты насыпи на болоте для автомобильных дорог

Программа предназначена для определения оптимальной высоты насыпи, сооружаемой на болоте, исходя из условия достижения величины допускаемого упругого прогиба запроектированной дорожной одежды нежесткого типа.

Исходные данные для расчета: ширина проезжей части и обочин, заложение откосов, коэффициент пористости грунта насыпи, модуль упругости на уровне низа дорожной одежды, модуль упругости грунта насыпи, глубина болота, коэффициент пористости торфа, степень его разложения, модуль деформации.

Программа "Р1042" составлена на ЭВМ М-222 с транслятором ТА-1м. На печать выдаются: требуемый общий модуль упругости на уровне низа дорожной одежды, эквивалентный общий модуль упругости, глубина болота, коэффициент пористости грунта насыпи, степень разложенности торфа, модуль упругости грунтов насыпи и ее оптимальная высота.

Разработана на языке "АЛГОЛ-60" канд. техн. наук А.С. Королевым (Калининский политехнический институт). Адрес: 170040, г. Калинин, Первомайская наб., 17, КПИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Требования к вечномерзлым грунтам для сооружения земляного полотна

Для сооружения железнодорожных насыпей можно применять вечномерзлые грунты с характеристиками, приведенными в табл. 33.

Таблица 33

Свойства вечномерзлых грунтов, приведенных в табл. 33, характеризуются следующими показателями:

1. К сыпучемерзлым относятся мерзлые (мороженые) песчаные грунты, не сцементированные льдом из-за малой влажности, с суммарной влажностью до 3%, а также пески пылеватые с влажностью не более 8%.

2. К сухомерзлым относятся мерзлые песчаные грунты с суммарной влажностью до 6%, гравийно-песчаные грунты с влажностью заполнителя до 6%. Прочность на сдвиг при температуре минус 0,81С до 0,5 МПа не превышает усилий резания серийными землеройными транспортными машинами. Прочность их на раздавливание не более 1 МПа.

3. К твердомерзлым относятся мерзлые песчаные грунты, прочно сцементированные льдом, с хрупким разрушением и практической несжимаемостью. При дроблении и уплотнении пористость их возрастает, а при вытаивании льда цемента наблюдается деформация за счет уплотнения структуры скелета. Мерзлые мелкие пылеватые пески также относятся к твердомерзлым при суммарной влажности от 6% до полной влажности 20%.

4. К льдонасыщенным относятся мерзлые грунты, прочно сцементированные льдом с суммарной влажностью до полной влагоемкости 21 - 28 % при степени водонасыщенности (льдонасыщения) 0,8 - 0,9. Под нагрузкой эти грунты проявляют свойства ползучести, течения, при оттаивании скелет грунта деформируется под гидростатическим напором избыточной воды, поступающей из пор. На откосах из таких грунтов образуются сплывы, оползни, солифлюкционные процессы с образованием пологих террас.

5. В льдогрунтовой массе частицы и агрегаты грунта находятся во взвешенном состоянии и не образуют скелета. Пригодность такой массы оценивают по показателю уплотняемости и мгновенно сдвиговой прочности при суммарной влажности образцов, (%) : 0 - 3, 3 - 6, 6 - 14, 14 - 20, 20 - 28 и 28 - 38. Показатель уплотняемости определяют на приборах ЦНИИСа и СоюздорНИИ, а прочностные характеристики - по соответствующим ГОСТам, причем прочность мерзлого грунта определяется гидростатическим взвешиванием по ГОСТ 22733-77.

По технологической пригодности для сооружения земляного полотна автомобильных дорог используются мерзлые песчаные, глинистые и торфяные грунты. Криогенная характеристика песчаных грунтов и условия их разработки приводятся в табл. 34, 35 и в соответствии СНиП II-18-76.

Таблица 34

Таблица 35

При проектировании насыпей на термопросадочных грунтах необходимо предусматривать увеличение высоты насыпи на осадку основания, образующуюся за счет уплотнения оттаивающих льдистых грунтов, а также обжатия мохово-растительного слоя и с учетом технологии сооружения насыпей самосвалами. Величины таких фактически образующихся осадок, определенных замерами на строившихся линиях на северо-востоке, Полярном Урале, Ямале и Западной Сибири, приведены в табл. 36. Осадки позволяют определить скрытые (дополнительные) объемы грунта, необходимые для сооружения насыпей высотой до 2 м на конец строительного периода, на 2-й и 3-й годы эксплуатации линии, принимаемые за расчетные.

Таблица 36

Осадки оснований насыпей высотой до 2 м на типичных ландшафтных комплексах Северо-востока Европейской части СССР, Полярного Урала, Ямала и Западной Сибири

По увлажненности грунты для сооружения автодорожного полотна должны отвечать требованиям табл. 37.

Таблица 37

Оптимальную влажность w_о можно определять по формулам: для супеси легкой w_о = 0,7 W_L, суглинка пылеватого w_о = 0,6 W_L, суглинка тяжелого и глины пылеватой w_о = 0,55 W_L.

Допускается использовать в нижней части насыпи супеси высокой степени переувлажненности до значений 1,5 w_о, суглинки легкие до 1,45 w_о и суглинки тяжелые и глины до 1,5 w_о, но при условии сохранения их в промороженном состоянии на весь период эксплуатации дороги.

Влажность торфов, используемых в нижней части насыпи и на откосы, должны быть не более 60 %.

По степени термопросадочности грунты основания земляного полотна автомобильных дорог разделяются на 5 категорий, различающихся по относительной просадочности, льдистости и суммарной влажности (табл. 38).

Таблица 38

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Каталог программ для автоматизированного проектирования земляного полотна (по состоянию на 01.01.87 г.)

1. Проектирование оптимального поперечного профиля земляного полотна и расчет откосов на устойчивость. С101, "УСОТ-ЕС". Разработана Казахским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 480010, г. Алма-Ата, пр. Абая, 50А.

2. Расчет устойчивости земляного полотна. С102, "СТАБЛ". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

3. Подсчет объемов земляных работ на железных и автомобильных дорогах, С103, "ОЗРУТ". Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1980. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

4. Определение осадки основания насыпи. С104, "ПООН". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

5. Расчет величины осадки насыпи на слабом основании. С105, "ОСАДКА". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1978. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

6. Определение стабильности основания насыпи. С106, "ПОКС". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

7. Математическая обработка данных лабораторных исследований торфа. С110, "МОРЛИ-Г". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1980. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

8. Программа проектирования земляного полотна промышленной железнодорожной станции. С113 "PSP". Разработана Сибирским Промтранспроектом, 1985. Адрес: 654034, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Ленина, 62.

9. Расчет деформационных свойств грунта. С107, "ДЕФОРМ-СМ", 1СМ-3. Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

10. Расчет прочностных характеристик грунтов. С108, "ПРОЧН-СМ", СМ-3. Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1982. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

11. Расчет физических свойств грунтов. С109, "ГРУНТ-СМ". Разработана Ленинградским Промтранспроектом, 1981. Адрес: 191187, Ленинград, ул. Воинова, 1/6.

12. Программа определения коэффициента стабильности С110, "КСТ", "СМ-1420". Разработана Союздорпроектом, 1985. Адрес: 109089, Москва, наб. Мориса Тореза, 34.

13. Расчет осадки основания насыпи. С112, OS, СМ-1420. Разработана Союздорпроектом, 1985. Адрес: 109089, Москва, наб. Мориса Тореза, 34.

14. Программа подсчета объемов земляных работ при сооружении железных и автомобильных дорог. С103, "ОЗР-СМ" Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1984. Адрес: 117331, Москва, В-331, просп. Вернадского, 29.

Выдаются на печать: проектные и рабочие отметки; подсчитываются объемы насыпей с учетом косогорности и срезки растительного слоя, выемок и кюветов, а также откосов насыпи и выемки.

15. Программа подсчета объемов земляных и укрепительных работ по индивидуальным поперечным профилям. СШ, "ПОПЕРЕЧНИК". Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1985. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

Выдаются на печать: расстояния между поперечниками, площади насыпи и выемки на каждом поперечнике, длина укрепительных откосов, объемы земляных работ с учетом срезки растительного слоя и объемы укрепительных работ.

16. Программа по расчету ливневого стока. С101, "СТОК". Разработка ПромтрансНИИпроектом, 1984. Адрес: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

Предназначена для расчета ливневого стока при проектировании малых искусственных сооружений. Выдается на печать максимальный расчетный расход воды.

17. Программа по расчету числа путей на промышленной станции Д13, "ОРТ". Разработана Мосгипротрансом, 1983. Адрес: 129278, Москва, ул. Павла Корчагина, 2.

18. Комплекс программ проектирования оптимального продольного профиля автомобильных дорог. Е06 "ПРОФИЛЬ-2А". Разработана ЦНИИС Минтрансстроя, 1984. Адрес: 129329, Москва, Игарский пр., 2.

19. Подсчет объемов земляных работ на железных и автомобильных дорогах. "Е10". Разработана ПромтрансНИИпроектом, 1985. Адрес:: 117331, Москва, просп. Вернадского, 29.

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Водные свойства грунтов

Коэффициент фильтрации К_ф, м/сут, представляет собой скорость движения воды при градиенте напора, равном единице; определяется по ГОСТ 25584-83. По этому показателю грунты подразделяются на:

водопроницаемые, К_ф > 1 м/сут;

полупроницаемые, 1 > К_ф > 0,001 м/сут;

непроницаемые (водоупорные), К_ф < 0,01 м/сут.

Значения коэффициентов фильтрации некоторых грунтов и характеристик их по водопроницаемости приведены в табл. 39.

Таблица 39

Высота капиллярного поднятия Н_к зависит от размера пор, температуры и минерализации воды, формы зерен и других факторов и определяется по ГОСТ 25504-83.

Чем больше размер пор, тем меньше высота и больше скорость капиллярного поднятия. Практически можно считать, что при диаметре зерен более 2 мм капиллярное поднятие отсутствует. Значения капиллярного поднятия в некоторых грунтах приведены в табл. 40, а скорость поднятия - в табл. 41.

Таблица 40

Таблица 41

Водоотдача - способность горных пород, насыщенных до полной влагоемкости, отдавать часть воды путем свободного стекания под влиянием силы тяжести называется водоотдачей; средние значения коэффициента приведены в табл. 42.

Коэффициент водоотдачи 1 определяется по формуле

1 = W_sat - w_м.в,

где W_sat - полная влагоемкость; w_м.в - максимальная молекулярная влагоемкость.

Таблица 42

Молекулярная влагоемкость - способность пород задерживать воду на поверхности частиц. Величина максимальной молекулярной влагоемкости близка по значению к пределу раскатывания связных пород.

В практике влагоемкими называют породы, обладающие капиллярной влагоемкостью. По степени влагоемкости грунты разделены на три группы:

очень влагоемкие - торф, суглинки, глины;

слабо влагоемкие - мергель, рыхлые песчаники, лесс, мелкие и глинистые пески;

невлагоемкие - массивные изверженные и осадочные (скальные грунты) и крупнообломочные (галька, гравий).