THIẾT kế môn học nền ĐƯỜNG sắt thi công nền đường sắt theo nhiều giai đoạn

Xác định độ chặt ở thân nên đắp tại các điểm M0;0; M10;3; M20;Htk muốn nềnđường chỉ phát sinh biến dạng đàn hồi thì phải tiến hành đầm nèn trong quá trìnhthi công.. Khi đầm nèn một loại

THIẾT KẾ MÔN HỌC NỀN ĐƯỜNG SẮT

Số liệu đề bài cho :

-Số đề & đường cong nén lún đất đắp số : 40

- Chiều rộng trung bình của lớp đá balát Bk : 2,14 m

- Tải trọng kết cấu tầng trên Pk : 20,00 m

- Lực dính đơn vị đất móng (thí nghiệm cắt nhanh) Cu : 15,9 kN/m2

Xác định độ chặt ở thân nên đắp tại các điểm M(0;0); M1(0;3); M2(0;Htk) muốn nềnđường chỉ phát sinh biến dạng đàn hồi thì phải tiến hành đầm nèn trong quá trìnhthi công Khi đầm nèn một loại đất đầm càng chặt thì ε ↓vàγk ↑⇒ εvàγk được sử dụng để biểu thị độ chặt của trong quá trình đầm nén.Yêu cầu của đầm nén là nềnđường phải đạt tới độ chặt yêu cầu.

Ta có: P0=Pđ+Pk trong đó:

+P0: tải trọng rải đều

+Pđ : tải trọng rải đều của đoàn tàu trên 1m dài nền đường (KN/m3)=

tv cd

truc l l

-Giả sử sau khi đắp xong nền đường và đặt KCTT thì ứng suất tại điểm I bất kỳ trong nền đường là: σt-i= σ γ −i +σk-i

σk-i :ứng suất do tải trọng KCTT gây ra tại i (KN/m2)

-Sau mỗi lần đoàn tàu chạy qua, áp lực thay đổi từ σt-I đến σ0-i sẽ suất hiện các nhánh nén, với σ0-i

Là tổng ứng suẩt tại i

Σ0-i= σt-i+ σđ-i trong đó:

σđ-i: ứng suât do tải trọng đoàn tàu gây ra:

-Gọi hệ số rỗng ban đầu của đường cong nén lún trùng phục là ε 0 −i thì khi xây

dựng ta phải đầm nén cho tới khi đạt độ chặt ε 0 −i mới đảm bảo nền đường làm

việc trong giai đoạn đàn hồi

Vậy độ chặt yêu cầu được tính theo công thức:

) 1 ( ε

ε γ

Giả thiết tải trọng đoàn tàu là băng tải hình chữ nhật có cường độ Pđ =63.957

KN/m2 phân bố trên chiều dài tà vẹt ltv=1.8 (m)

-Băng tải trọng có KCTT có cường độ Pk = 9.346 KN/m2 phân bố trên chiều dài Bk=2.14 ( m) : chiều rộng trung bình của lớp đá balat

-Xác định σt− 1=σk−1+σ γ − 1 (KN/m2)

+Tính σ γ − 1 ta biết rằng càng xuống sâu thì dung trọng đất càng tăng, tuy là tăng

rất ít nhưng là số chưa biết Do đó ta giả định lượng tăng là 0.3 KN/m3

Dung trọng giả định tại M1 là yc

0

'

1 = γ ω −

γ + 0.3= 21.2136 + 0.3 = 21.5136(KN/m3)Vậy ta có σ γ − 1= 0 1' 1

(KN/m3) Tính σk−1 = Ik-1×Pk trong đó:

Ik-1= ( ; )

k

z b

z

=1.402 thì Ik-1 = 0.424Vậy σk-1 = 0.424×9.346 = 3.963 (KN/m2)

67 1 75

−

−

= 0.366 Vậy σđ-1= 0.366×63.957 = 23.41 (KN/m2)

Tính σ γ−2 ta biết rằng càng xuống sâu thì dung trọng đất càng tăng, tuy là tăng rất

ít nhưng là số chưa biết Do đó ta giả định lượng tăng là 0.2 KN/m3 so với điểm

M1nên dung trọng giả định tại M2 là

b = = nội suy ta có Ik-2 = 0.261

l l tra bảng 1.14-tr-62-GTNĐS Có:

H

= 5 2.78 1.8 = ⇒Iđ-2 = 0.232

Vậy σđ-2=0.232 × 97.223 = 22.556 (KN/m2)

Ứng suất tổng tại M2: σ0-2 = 22.556 +111.1638 = 133.72 (KN/m2)

-Tra đường cong nén lún số 10-tr347-GTNĐS ta có

-Chiều cao giới hạn Hc, của nền đường được xác định theo công thức:

1

2

uo c

c

C H

F

tg u N

=

− (1) trong đó :

Cuo= 12 (KN/m2) = 12 (kpa) : lực dính đơn vị xác định bằng chỉ tiêu cắt không

cố kết ,không thoát nước

- h là chiều dày tầng đất yếu h = 2.15 (m)

Nc được tra ở bảng 5-8 giáo trình NĐS: ta có B

v v

T h t

C

= với - Cv = 1,55x10-4 (cm2/s) -Tv tra bảng (5-18) giáo trình Tv = 0.58

- h bằng chiều ½ chiều dày tầng đất yếu do nền

v c v

T h t

C

= là thời gian chờ cố kết đạt 0,994.

2 2

Khi t= T1 thì thời gian cố kết thực tế là a1 = T1/2

Ta có a1=1,1/2=0,55 (tháng) => U 1 = 0,156 (nội suy)

Khi t= T2 thì thời gian cố kết thực tế là a2 =T2 - T1/2

Khi t= T3 thì thời gian cố kết thực tế là a3 =T3 - T1/2

Khi t= T4 thì thời gian cố kết thực tế là a4 =T4 – T1/2

Khi t= T5 thì thời gian cố kết thực tế là a5 =T5 - T1/2

t1 t2 t3 t4 t5

p1 p2 p3

p

t

+thời gian chờ đợi sau khi đắp song nấc 1

T h t

T h t

= 13,26 (tháng) => thời gian chờ đợi sau khi đắp song lớp 2 để đạt '

T h t

p

t

0,086

0,44 0,51

5.Tính và vẽ cường độ đất móng tại các thời điểm bắt đầu thi công và kết thúc thi công từng giai đoạn.

29,77 33,89

B f h

  với

' 1

B là chiều rộng trung bình của nền đường khi H = H1

B f h

  với

' 2

B là chiều rộng trung bình của nền đường khi H = H2

B f h

  với

' 3

B là chiều rộng trung bình của nền đường khi H = Htk

b Tính ứng suất do tải trọng nền đắp gây ra tại M nằm giữa lớp đất yếu

= 2,15 [1,06.log104, 213 0,61.log 51,3 ] 0,9

- Nhân tố thơi gian Tv, được xác định theo công thức:

-Độ cố kết U v phụ thuộc vào nhân tố thời gian Tv, được xác định như sau:

+Độ lún theo thời gían Sc khi H=Htk chính là độ lún cuối cùng tức là độ lún ứng với độ cố kết U v=100% nhưng trên thực tế thì độ cố kết chỉ bằng U v=0.994+ Tra bảng: ứng với U v=0.994 ta được Tv=2

-Từ (6) ⇒t1=

v

v C

h

=

2 4

2 (1,075 100)

146112903 1,55 10 −

= 57,53 (tháng)

= 4 năm 8 tháng

-Độ lún theo thời gian St1=U v.Sωtrong đó:

U v là độ cố kết thực tế của đất móng tại thời điểm thi công =U v

11.Tính khối lượng gia tăng ΔV do độ lún:

∆V=

3

2

∆S.Bđáy (m3/1m dài nền đường) trong đó:

∆S = 0.54 cm: độn lún còn lại trong thời kì khai thác

Bđáy = B+2m Hđay = 5+2x1,75x5 = 22,5 m chiều rộng đáy nền

⇒∆V=

3 2

×0.54×10-2×22,5 = 0,081 (m3/1m chiều dài)