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

Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t THIẾT KẾMÔN HỌC NỀN ĐƯỜNG SẮT Thi c«ng nÒn ®êng s¾t theo nhiÒu giai ®o¹n Số liệu đề cho : -Số đề & đường cong nén lún đất đắp số : 40 -Khổ đường sắt : 1000 mm -Loại đầu máy : D13E -Tải trọng trục : 140 (kN/truc) -Cự ly cố định Lcn : 3,65 m - Chiều dài tà vẹt Ltv : 1,8 m - Chiều rộng trung bình lớp đá balát Bk : 2,14 m - Tải trọng kết cấu tầng Pk : 20,00 m - Hệ số trùng phục đất đắp : 1,24 - Thời gian thi công nấc - nấc : 2,4 tháng - nấc : 2,9 tháng - nấc : 3,4 tháng - Chiều rộng đường : m - Chiều cao đường : 5,00 m - Dung trọng đất đắp : 16,56 (kN/m3) - Dung trọng đất móng : 15,54 (kN/m3) s - Độ ẩm đất đắp : 23,4% - Chiều dày đất móng : 4,00 m - Góc nội ma sát đất móng (thí nghiệm cắt nhanh) : 7,00 - Góc nội ma sát đất móng ( TN cắt nhanh + cố kết) : 8,00 Svth bui thi thuy -1- chọn: 140 chọn: 150 líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t - Bé m«n ®êng s¾t - Lực dính đơn vị đất móng (thí nghiệm cắt nhanh) Cu : 15,9 kN/m2 - Hệ số an toàn cho phép [F] : 1,5 - Hệ số độ rỗng ban đầu cảu đất móng eo : 1,09 - Áp lực tiền cố kết : 54,6 kPa - Hệ số nén Cc : 1,19 - Hệ số nở Cs : 0,74 - Hệ số cố kết theo phương đứng Cv : 2,10sx10-4 (cm2/s) 1.Tính độ chặt thân đắp: Svth bui thi thuy -2- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t Xác định độ chặt thân nên đắp điểm M(0;0); M1(0;3); M2(0;Htk) muốn đường phát sinh biến dạng đàn hồi phải tiến hành đầm nèn trình thi công Khi đầm nèn loại đất đầm chặt ε ↓ vàγ k ↑⇒ εvàγ k sử dụng để biểu thị độ chặt trình đầm nén.Yêu cầu đầm nén đường phải đạt tới độ chặt yêu cầu Ta có: P0=Pđ+Pk đó: +P0: tải trọng rải +Pđ : tải trọng rải đoàn tàu 1m dài đường (KN/m3)= ∑P truc l cd l tv Pk +Pk: tải trọng rải KCTT 1m dài đươngg (KN/m2)= B k Với: ∑P truc = 3×140= 420 (KN/m) tổng tải trọng trục cự ly cứng nhắc đầu máy: +lcn = 3.65 (m) cự ly cố định +Ltv = 1.8 (m) chiều dài tà vẹt +Pk = 20.00(KN/m) tải trọng KCTT +Bk = 2.14 (m) chiều rộng trung bình lớp đá balát Vậy Pđ= 420 20.00 = 9.346 (KN/m2) = 63.957(KN/m3) Pk= 3.65 x1.8 2.14 Vậy P0 = Pđ+Pk = 63.957 + 9.346 = 73.303 (KN/m2) -Giả sử sau đắp xong đường đặt KCTT ứng suất điểm I đường là: σt-i= σ γ −i +σk-i Trong đó: σ γ −i ứng suất trọng lượng thân đất đắp gây i (KN/m2) Svth bui thi thuy -3- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t σk-i :ứng suất tải trọng KCTT gây i (KN/m2) -Sau lần đoàn tàu chạy qua, áp lực thay đổi từ σt-I đến σ0-i suất nhánh nén, với σ0-i Là tổng ứng suẩt i Σ0-i= σt-i+ σđ-i đó: σđ-i: ứng suât tải trọng đoàn tàu gây ra: -Gọi hệ số rỗng ban đầu đường cong nén lún trùng phục ε 0−i xây dựng ta phải đầm nén đạt độ chặt ε 0−i đảm bảo đường làm việc giai đoạn đàn hồi Vậy độ chặt yêu cầu tính theo công thức: ε 0−i = ε tđ−i - k ε (et-i-e0-i) (4) đó: ε tđ−i ; ε tc−i : hệ số độ rỗng nhánh nén dỡ tải ứng với tải trọng σt-i ε 0đ−i ; ε 0đ−i :hệ số độ rỗng nhánh nén dỡ tải ứng với tải trọng σ0-i et-i= ε tđ−i - ε tc−i e0-i= ε 0đ−i - ε 0đ−i -Dung trọng độ ẩm yêu cầu i: γ ωyc−i = γ ω (1 + ε ) (5) đó: + ε −i - γ ω = 20 (KN/m3): dung trọng ẩm thiên nhiên đất đắp ε = 0.748 hệ số ban đầu đất đắp ứng với σ=0 k ε = 1.24 hệ số trùng phục đất đắp a.Tính ε 0−0 tai M(0;0): Svth bui thi thuy -4- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t - Ta có : σ t −0 = σ k −0 + σ γ −0 = Pk = 9.346 (KN/m2) -Ứng suất tổng cộng M: σ 0−0 = σ đ −0 + σ t −0 = Pk+Pđ = 73.303(KN/m2) theo đường cong nén lún số 27 phụ lục 1-tr 347 GTNĐs ta có: + Với σ t −0 =9.346 (KN/m2) thì: ε tđ− = 0.672 − (1 − 0.09346) (0.672 − 0.748) = 0.741 1− ε tc−0 = 0.600 − (1 − 0.09346) (0.600 − 0.626) = 0.623 1− + Với σ 0−0 = 73.303 (KN/m3) ta có đ = 0.626 − ε 0− c = 0.58 − ε 0− (2 − 0.73303) (0.626 − 0.672) = 0.648 −1 (2 − 0.73303) (0.58 − 0.60) = 0.605 −1 Vậy et-0= ε tđ−0 - ε tc−0 = 0.741 – 0.623 = 0.118 e0-0= ε 0−đ - ε 0−c = 0.648 - 0.605 = 0.043 -Từ(4) ta có ε 0−0 =0.741 - 1.24×(0.118 - 0.043) = 0.648 -Từ(5) ta có γ ωyc−0 = 20 × (1 + 0.748) = 21.2136 (KN/m3) + 0.648 b Tính ε 0−1 M1 (0;3) Svth bui thi thuy -5- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t Giả thiết tải trọng đoàn tàu băng tải hình chữ nhật có cường độ Pđ =63.957 KN/m2 phân bố chiều dài tà vẹt ltv=1.8 (m) -Băng tải trọng có KCTT có cường độ Pk = 9.346 KN/m2 phân bố chiều dài Bk=2.14 ( m) : chiều rộng trung bình lớp đá balat -Xác định σ t −1 = σ k −1 + σ γ −1 (KN/m2) +Tính σ γ −1 ta biết xuống sâu dung trọng đất tăng, tăng số chưa biết Do ta giả định lượng tăng 0.3 KN/m3 Dung trọng giả định M1 γ 1' = γ ωyc−0 + 0.3= 21.2136 + 0.3 = 21.5136(KN/m3) 21.2136 + 21.5136 γ +γ × = 64.0908 (KN/m3) Vậy ta có σ γ −1 = ω −0 × h1 = yc ' 2 Tính σ k −1 = Ik-1×Pk đó: y z Ik-1= f ( b ; b ) ; tra bảng 1.14 - tr61 - GTNĐS k k Ta có: y=0; z=3m; bk=2.14(m) y z = 1.402 tra bảng =0 ; = bk bk 2.14 y z Với: b =0 b =1.402 Ik-1 = 0.424 k k ⇒ Vậy σk-1 = 0.424×9.346 = 3.963 (KN/m2) Ứng suất tĩnh M1 : σ t-1= 3.963 + 64.0908 = 67.7838 (KN/m2) Ứng suất tải trọng động gây M1: σđ-1 = Iđ-1.Pđ (KN/m2) y z +Iđ-1= f ( l ; l ) : tra bảng n n Có y=0 ; z = (m); ltv = 1.8(m) ⇒ y z =0; = =1.67 : l tv ltv 1.8 tra bảng z z =1.5 : Iđ-1 = 0.4 =1.75: Iđ-1=0.35 b b z 1.75 − 1.67 (0.4 − 0.35) = 0.366 Khi l =1.67: Iđ-1=0.35+ 1.75 − 1.5 n Vậy σđ-1= 0.366×63.957 = 23.41 (KN/m2) -Ứng suất M1 σ0-1 = 23.41 + 67.7838 = 91.1938 (KN/m2) Theo đường cong nén lún số 27 - phụ lục 1-tr347- GTNĐS +Với σt-đ= 67.7838 KN/m2= 6778 (KG/cm2) ε tđ−1 = 0.672 − Svth bui thi thuy (1 − 0.6778) (0.672 − 0.748) = 0.697 1− -6- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t ε tc−1 = 0.60 − Bé m«n ®êng s¾t (1 − 0.6778) (0.60 − 0.626) = 0.6084 1− + Với σ0-1= 91.1938 KN/m2= 0.9119 KG/cm2 (2 − 0.9119) (0.626 − 0.672) = 0.676 −1 (2 − 0.9119) (0.58 − 0.60) = 0.602 ε tc−1 = 0.58 − −1 ε tđ−1 = 0.626 − Vậy et-1 = 0.697 - 0.6084 = 0.0886 e0-1 = 0.676 - 0.602 = 0.074 -Từ (4) ⇒ ε 0−1 =0.697 - 1.24×(0.0886 - 0.074) = 0.679 20(1 + 0.748) = 20.822 (KN/m3) - Từ(5) ⇒ γ ωyc−1 = + 0.679 yc ' Kiểm tra điều kiện ∆γ ω −1 = γ ω −1 − γ = 20.822 − 21.5136 = 0.6916 < 0.05 (thoả mãn) c.Tính ε 0−2 H2(0;Htk) - Xác định σ t −2 = σ k −2 + σ γ − (KN/m2) Tính σ γ − ta biết xuống sâu dung trọng đất tăng, tăng số chưa biết Do ta giả định lượng tăng 0.2 KN/m3 so với điểm M1nên dung trọng giả định M2 γ 2' = γ ωyc−1 +0.2 = 21.064 + 0.2 = 21.264 (KN/m3) 21.064 + 21.264 σ γ −2 = × + 66.4788 = 108.8068 (KN/m ) σ Tính k −2 =Ik-2Pk y H tk Ik-2= f ( b ; b ) tra bảng 1.14-tr-62-GTNDS k k H y = 2.49 nội suy ta có Ik-2 = 0.261 Có =0 ⇒ tk = b b 2.01 σ k − =0.261×9.03 = 2.357 (KN/m ) Ứng suất tĩnh tĩnh M2: σ t −2 = 2.357 + 108.8068 = 111.1638 (KN/m2) -Ứng suất tải trọng động gây M2: σ đ −2 = Tđ-2Pđ (KN/m2) y H tk Iđ-2= f ( l ; l ) tra bảng 1.14-tr-62-GTNĐS tv tv Có: H tk y =0 l = = 2.78 ⇒ Iđ-2 = 0.232 b 1.8 tv Vậy σđ-2=0.232 × 97.223 = 22.556 (KN/m2) Ứng suất tổng M2: σ0-2 = 22.556 +111.1638 = 133.72 (KN/m2) -Tra đường cong nén lún số 10-tr347-GTNĐS ta có Svth bui thi thuy -7- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t +Với σt-2= 111.1638 ( KN/m2) = 1.112 KG/cm2 (2 − 1.112) (0.645 − 0.69) = 0.685 −1 (2 − 1.112) (0.6 − 0.62) = 0.618 ε tc−1 = 0.6 − −1 ε tđ−1 = 0.645 − + Với σ0-2= 133.72 ( KN/m2) = 1.3372 (KG/cm2) (2 − 1.3372) (0.645 − 0.69) = 0.675 −1 (2 − 1.3372) (0.6 − 0.62) = 0.613 ε tc−1 = 0.6 − −1 et-2= ε tđ−2 - ε tc−2 = 0.685 - 0.618 = 0.067 ε tđ−1 = 0.645 − Vậy e0-2= ε 0−đ - ε 0−c = 0.675 - 0.613 = 0.062 - Từ (4) ε 0−2 =0.685 - 1.11×(0.067 - 0.062) = 0.679 20 × (1 + 0.782) = 21.227 (KN/m3) + 0.679 yc " -Kiểm tra điều kiện ∆γ ω −2 = γ ω − − γ = 21.264 − 21.227 = 0.037 -Từ (5 ) γ ωyc−2 = < 0.05 (đạt) 2.X¸c định chiều cao giới hạn Hc đường: -Chiều cao giới hạn Hc, đường xác định theo công thức: Hc = Cuo F γ d ( − tgφcu u ) (1) : Nc Cuo= 12 (KN/m2) = 12 (kpa) : lực dính đơn vị xác định tiêu cắt không cố kết ,không thoát nước γ d = 20 KN/m3: trọng lượng thể tích đất đắp F = 1.5 hệ số an toàn lấy Nc hệ số phụ thuộc vào B với - B chiều rộng trung bình đường h B = + 5x1.75 = 13,75 (m) Svth bui thi thuy -8- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t - h chiều dày tầng đất yếu h = 2.15 (m) Nc tra bảng 5-8 giáo trình NĐS: ta có B = 6.4 Nc = 7,4 h φcu = 150 góc ma sát đất xác định thí nghiệm cắt nhanh cố kết u = 0.8 - Từ (1) ta có: Hc = 12 = 6,3(m) 1.5 20( − tg15 0,8) 7, 3.Xác định chiều cao đắp giai đoạn thời gian giãn cách giai đoạn để đạt U t = 80% : N c +Giai đoạn : H1 = γ F Cuo d 7, = 20.1,5 12 = 2,96 (m) chọn H1 = 2,96 m + với Nc = (B/h) = 7,4 Thời gian chờ đợi tc1 sau đắp H1 để đất đắp đạt U t = 80% : Ta có công thức tính tc1 = t – T1 Với - T1 thời gian thi công nấc -t = Tv h Cv với - Cv = 1,55x10-4 (cm2/s) -Tv tra bảng (5-18) giáo trình Tv = 0.58 - h chiều ½ chiều dày tầng đất yếu có mặt thoát nước T h 0,58  2.15 x102  t = v =  ÷ = 43242742 (s) Cv 1,55 x10−4   =16.68 (tháng) Svth bui thi thuy -9- líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t Thời gian chờ tc1 = 16.68 – 1.1 = 15.58 (tháng) N c +Giai đoạn : H = γ F ( Cuo +VCu ) d VCu = u.γ d H1.tgφcu lượng gia tăng trung bình cường độ chống cắt đất móng 1 VCu = u.γ d H1.tgφcu = 0,8.20.2,96.tg150 = 6,345 kpa 2 H2 = 7, ( 12 + 6,345) = 4.53 (m) 20.1,5 chọn H2 = 4,53 m Thời gian chờ tc2 = 16.68 – 1.6 = 15.08 (tháng) N c +Giai đoạn : H = γ F ( Cuo +VCu ) d VCu = u.γ d H tgφcu lượng gia tăng trung bình cường độ chống cắt đất móng 1 VCu = u.γ d H1.tgφcu = 0,8.20.4,53.tg150 = 9, 71 kpa 2 H2 = 7, ( 12 + 9, 71) = 5,36 20.1,5 (m) chọn H3 = 5,36 m Thời gian chờ tc3 = 16.68 – 2.1 = 14,58 (tháng) 4.Tính vẽ độ cố kết lý thuyết U t độ cố kết thực tế U t ’ Khi U t = 0,994 ta có Tv= 2,00 ta có tc = Tv h thời gian chờ cố kết đạt 0,994 Cv tc = Tv h 2  215  = ÷ = 57,53 (tháng) −4  Cv 1,55 x10   +tính độ cố kết thực tế U t −1' thời điểm T1 thi công song nấc Svth bui thi thuy - 10 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t Khi t= T1 thời gian cố kết thực tế a1 = T1/2 U t −1' = U a1 P1 H = U a1 P H với U a1 độ cố kết lý thuyết t = a1 Ta có a1=1,1/2=0,55 (tháng) => U a1 = 0,156 (nội suy) U t −1' = 0,156 2,96 = 0, 086 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −2 ' thời điểm T2 bắt đầu thi công nấc Khi t= T2 thời gian cố kết thực tế a2 =T2 - T1/2 U t −2' = U a H1 H với U a độ cố kết lý thuyết t = a2 Ta có a2 = 16.68 - 1,1/2 = 16,13 (tháng) => U a = 0,796 (nội suy) U t − ' = 0, 796 2,96 = 0, 44 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −3' thời điểm T3 thi công song nấc Khi t= T3 thời gian cố kết thực tế a3 =T3 - T1/2 U t −3' = U a H1 H + U b1 H H với U a độ cố kết lý thuyết t = a3 b1 = (T3 – T2)/2 Ta có T3 = 16,68 +1,6 =18,28 (tháng) a3 = 18,28 - 1,1/2 = 17,73 (tháng) b1 = (18,28 – 16.68)/2 = 0,8 (tháng) => U a = 0,822 (nội suy) => U b1 = 0,189 (nội suy) Svth bui thi thuy - 11 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t U t −3' = 0,822 2,96 1,57 + 0,189 = 0,51 5,36 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −4 ' thời điểm T4 bắt đầu thi công nấc Khi t= T4 thời gian cố kết thực tế a4 =T4 – T1/2 b2 =T4 – (T2+T3)/2 U t −4' = U a H1 H + Ub2 H H với U a độ cố kết lý thuyết t = a4 Ta có T4 = 16,68 + 16,68 = 33,36 (tháng) a4 = 33.36 - 1,1/2 = 32,81 (tháng) => U a = 0,917 (nội suy) b2 =33,36 – (16,68+18,28)/2 = 15,88 (tháng) => U b = 0,791 (nội suy) U t − ' = 0,917 2,96 1,57 + 0, 791 = 0, 738 5,36 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −5' thời điểm T5 thi công song nấc Khi t= T5 thời gian cố kết thực tế a5 =T5 - T1/2 b3 =T5 – (T2+T3)/2 c1 =(T5 - T4)/2 U t −5 ' = U a H H1 H + U b + U c1 H H H với U a độ cố kết lý thuyết t = a5 Ta có T5 = 33,36 + 2,1 = 35,46 (tháng) a5 = 35,46 - 1,1/2 = 34,91 (tháng) b3 = 35,46 - (18,28 + 16.68)/2 = 17,08 (tháng) c1 = (35,46 - 33,36)/2 = 1,05 (tháng) => U a = 0,924 (nội suy) => U b = 0,816 (nội suy) Svth bui thi thuy - 12 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t => U c1 = 0,08 (nội suy) U t −5' = 0,924 2,96 1,57 0,83 + 0,816 + 0, 08 = 0, 762 5,36 5,36 5,36 + tính độ cố kết thực tế U tc ' thời điểm Tc độ cố kết U t ' = 0,994 Tv = 2, 00 Khi t= Tc thời gian cố kết thực tế a6 =Tc - T1/2 b4 =Tc – (T2+T3)/2 c2 = Tc - (T5 + T4)/2 U tc ' = U a H H1 H + Ub4 + U c2 H H H với U a độ cố kết lý thuyết t = a6 Ta có Tc = 57,53 (tháng) a6 = 57,53 - 1,1/2 = 56,98 (tháng) b4 = 57,53 - (18,28 + 16.68)/2 = 40,05 (tháng) c1 = 57,53 - (35,46 + 33,36)/2 = 23,12 (tháng) => U a = 0,992 (nội suy) => U b = 0,94 (nội suy) => U c = 0,887 (nội suy) U tc ' = 0,992 2,96 1,57 0,83 + 0,94 + 0,887 = 0,961 5,36 5,36 5,36 Ua Svth bui thi thuy U a' T1 0,156 0,086 T2 0.796 0,44 - 13 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t T3 0,822 0,51 T4 0,917 0,738 T5 0,924 0,762 Tc 0,994 0,961 ®êng cong cè kÕt lý thuyÕt Svth bui thi thuy - 14 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t p p3 p2 p1 t1 t4 t5 t2 t3 t 0,156 0,789 0,917 0,822 1,0 0,924 u T • xác định lại thời gian chờ đợi +thời gian chờ đợi sau đắp song nấc Từ U t −2 = 0, 44 ' T h 0,153  215   => Tv = 0,153 ta có t = v = ÷ = 11407137 (s) Cv 1,55 x10−4   = 4,4 (tháng) => thời gian chờ đợi sau đắp song lớp để đạt U t − 2' tc1 = t − T1 = 4, − 1,1 = 3,3 (tháng) +thời gian chờ đợi sau đắp song nấc 2 Từ U t −4 = 0, 738 ' => Tv = 0,461 ta có t = Svth bui thi thuy - 15 - Tv h 0, 461  215  =  ÷ = 34370524 (s) Cv 1,55 x10−4   líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t = 13,26 Bé m«n ®êng s¾t (tháng) => thời gian chờ đợi sau đắp song lớp để đạt U t −4 ' tc = 13, 26 − 4, − 1, = 7, 26 (tháng) +thời gian chờ đợi sau đắp song nấc Từ U tc = 0,961 ' T h 1, 63  215   => Tv = 1,63 ta có t = v = ÷ = 120849672 (s) Cv 1,55 x10−4   = 46,62 (tháng) => thời gian chờ đợi sau đắp song lớp để đạt U tc ' tc = 46, 62 − 13, 26 − 2,1 = 31, 26 (tháng) ®êng cong cè kÕt thùc tÕ p p3 p2 p1 t1 0,086 t4 t5 t2 t3 0,44 t 0,51 0,734 0,782 1,0 u T 5.Tính vẽ cường độ đất móng thời điểm bắt đầu thi công kết thúc thi công giai đoạn Svth bui thi thuy - 16 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t s 39,6 33,89 29,77 24,38 18,98 13,364 t1 t2 t3 t4 t5 tc 1.Tại t = T1 đắp song lớp => S1 = Cuo + γ d H1.U t1' tgφcu = 12 + 20.2,96.0, 086.tg150 = 13,364 (kN/m2) 2.Tại t = T2 chuẩn bị đắp lớp => S = Cuo + γ d H1.U t ' tgφcu = 12 + 20.2,96.0, 44.tg150 = 18,98 (kN/m2) 3.Tại t = T3 đắp song lớp => S3 = Cuo + γ d H U t 3' tgφcu = 12 + 20.4,53.0,51.tg150 = 24,38 (kN/m2) 4.Tại t = T4 chuẩn bị đắp lớp => S = Cuo + γ d H U t ' tgφcu = 12 + 20.4,53.0, 732.tg150 = 29, 77 (kN/m2) 5.Tại t = T5 đắp song lớp => S5 = Cuo + γ d H U t 5' tgφcu = 12 + 20.5,36.0, 762.tg150 = 33,89 (kN/m2) 6.Tại t = Tc Svth bui thi thuy - 17 - líp ®êng s¾t k47 t Tkmh nÒn ®êng s¾t => Bé m«n ®êng s¾t Sc = Cuo + γ d H U tc ' tgφcu = 12 + 20.5,36.0,961.tg150 = 39, (kN/m2) 6.Kiểm toán ổn định chống trượt chống ép trồi đường thời điểm đắp song giai đoạn 1.Kiểm toán t=T1 đắp song lớp *ổn định chống ép trồi : C u CTKT F = N c γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với Cu = S1 = 13,364 (kN/m2)  B1'  f -Nc =  ÷  h  với B1' chiều rộng trung bình đường H = H1 => H = 2,96 m => B1' = 10,18 m => B1' /h =4,73 => Nc = 6,6 13,364 => F = 6, 20.2,96 = 1,5 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) *ổn định chống trượt : C u CTKT F = f A + B γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với f = tgφu = tg140 Có 1: m = : 1,75 ; Cu = S1 = 13,364 (kN/m2) h : H1 = 2,15 : 2,96 = 0,73 tra bảng 5-2(tr228)GT  A=4 ; B = 6,14 13,364  F = tg14 + 6,14 20.2,96 = 2,38 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) 2.Kiểm toán t=T3 đắp song lớp Svth bui thi thuy - 18 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t *ổn định chống ép trồi : C u CTKT F = N c γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với Cu = S3 = 24,38 (kN/m2) B' -Nc = f  ÷  h  với B2 ' chiều rộng trung bình đường H = H2 => H = 4,53 m => B1' = 12,93 m => B1' /h = => Nc = 7,2 24,38 => F = 7, 20.4,53 = 1,94 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) *ổn định chống trượt : C u CTKT F = f A + B γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với f = tgφu = tg140 ; Cu = S1 = 24,38 (kN/m2) Có 1: m = : 1,75 h : H1 = 2,15 : 4,53 = 0,475 tra bảng 5-2(tr228)GT  A = 3,36 ; B = 6,31 24,38  F = tg14 3,36 + 6,31 20.4,53 = 2,54 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) 3.Kiểm toán t=T5 đắp song lớp *ổn định chống ép trồi : C u CTKT F = N c γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với Cu = S5 = 33,89 (kN/m2)  B3'  f -Nc =  ÷  h  với B3' chiều rộng trung bình đường H = Htk => H = m => B1' = 13,75 m => B1' /h = 6,4 => Nc = 7,4 Svth bui thi thuy - 19 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t => F = 7, Bé m«n ®êng s¾t 33,89 = 2,51 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) 20.5 *ổn định chống trượt : C u CTKT F = f A + B γ H ≥ [ F ] = 1,5 d Với f = tgφu = tg140 ; Cu = S1 = 33,89 (kN/m2) Có 1: m = : 1,75 h : H1 = 2,15 : = 0,43 tra bảng 5-2(tr228)GT  A = 3,28 ; B = 6,39  F = tg140.3, 28 + 6,39 Svth bui thi thuy - 20 - 33,89 = 2,98 ≥ [ F ] = 1,5 (ổn định) 20.5 líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t 7.Tính độ lún cuối H=Htk: Theo số liệu BTTKMH, ta có σp= 51,3 kN/m2, Cc= 1,06 CS = 0,61, e0 = 0,83 a.Tính ứng suất có hiệu M nằm lớp đất yếu B=5 m h= 2,15 m H=5 m 75 1:1 σv= M Sét mem h × (γ m − γ n ) (KN/m2) đó: h = 2,15 (m) : chiều dày lớp đất yếu; γ m = 19.5 (KN/m3) dung trọnh đất móng γ n = 10 dung trọng nước ⇒ σv = 2,15 × (19,5 − 10) = 10, 213 (KN/m ) Svth bui thi thuy - 21 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t b Tính ứng suất tải trọng đắp gây M nằm lớp đất yếu σz = 2I γ đ Htk (KN/m2) đó: γ đ = 20 (KN/m3): dung trọng đất đắp Htk chiều cao đắp y z b b I=f( ; ): tra bảng 1.15-tr 62 với b ½ chiều rộng đáy đắp Xác định b: Từ hình vẽ ta có b = B +m×Htk= 5/2+1.75×5 = 11,25 Có: y = ⇒ z =0; I = 0,5 z = 0,25; I = 0,425 b b ⇒ b z = h = 2.15 = 0,1 b 2b ×11.25 ⇒ I = 0,47 Vậy: σz= 2×0,47×20×5 = 94 (KN/m2) ⇒ σz+σv= 94 + 10,213 =104,213 (KN/m2) > σp = 51,3 (KN/m2)  Công thức sử dụng để tính độ lún là: h σ +σv i z Sc= ∑ + e × [Cc × log σ p Svth bui thi thuy + Cs log - 22 - σp ] σv líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t = 2,15 × [1, 06.log 104, 213 + 0, 61.log 51,3 ] = 0,9 (m) + 0,83 51,3 10, 213 8.Tính thời gian hoàn thành độ lún cuối Sc H=Htk: - Nhân tố thơi gian Tv, xác định theo công thức: Tv = C v t h đó: Cv = 1,55×10-4(cm2/s) : hệ số cố kết H = 1,075 (m): ½ chiều dày lớp đất yếu có mặt thoát nước T : thời gian cố kết -Độ cố kết U v phụ thuộc vào nhân tố thời gian Tv, xác định sau: +Độ lún theo thời gían Sc H=Htk độ lún cuối tức độ lún ứng với độ cố kết U v =100% thực tế độ cố kết U v =0.994 + Tra bảng: ứng với U v =0.994 ta Tv=2 -Từ (6) ⇒ t1= Tv h 2 × (1, 075 ×100) = 146112903 (s) = Cv 1,55 ×10−4 = 57,53 Svth bui thi thuy - 23 - (tháng) líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t = năm tháng Tính độ lún theo thời gian St độ lún lại VS thời kỳ khai thác -Độ lún theo thời gian St1= U v Sω đó: U v độ cố kết thực tế đất móng thời điểm thi công = U v Sω độ lún cuối độ lún ép gọn Sc= 0,9 (m) Ta có: Tv= Cv t =f(1) ta lập bảng tính sau h2 T(tháng) 0,5T1 T1 T2 T3 T4 T5 Tc Tv=f(t) 0.019 0.038 0.561 0.636 1.141 1.214 U t (%) 0.156 0.224 0.796 0.822 0.917 0.924 0.994 St(cm) 0.1404 0.2016 0.7164 0.7398 0.8253 0.8316 0.8946 VS = S − Stc = 0,9 − 0,8946 = 0, 0054m 10 Tính độ mở rộng bên mặt đường ∆W: ∆W = m.∆s.0.6 = 1,75×0,0054×0.6 = 0,00567 (m) = 0,567 (cm) Svth bui thi thuy - 24 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t 11.Tính khối lượng gia tăng ΔV độ lún: ∆V= ∆S.Bđáy (m3/1m dài đường) đó: ∆S = 0.54 cm: độn lún lại thời kì khai thác Bđáy = B+2m Hđay = 5+2x1,75x5 = 22,5 m chiều rộng đáy ⇒ ∆V= ×0.54×10-2×22,5 = 0,081 (m3/1m chiều dài) Svth bui thi thuy - 25 - líp ®êng s¾t k47 [...]... 13, 26 − 2,1 = 31, 26 (tháng) ®êng cong cè kÕt thùc tÕ p p3 p2 p1 t1 0,086 t4 t5 t2 t3 0,44 t 0,51 0,734 0,782 1,0 u T 5.Tính và vẽ cường độ đất móng tại các thời điểm bắt đầu thi công và kết thúc thi công từng giai đoạn Svth bui thi thuy - 16 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t s 39,6 33,89 29,77 24,38 18,98 13,364 t1 t2 t3 t4 t5 tc 1.Tại t = T1 khi đắp song lớp 1 => S1 = Cuo + γ d H1.U... T1 thì thời gian cố kết thực tế là a1 = T1/2 U t −1' = U a1 P1 H = U a1 1 P H với U a1 là độ cố kết lý thuyết tại t = a1 Ta có a1=1,1/2=0,55 (tháng) => U a1 = 0,156 (nội suy) U t −1' = 0,156 2,96 = 0, 086 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −2 ' tại thời điểm T2 khi bắt đầu thi công nấc 2 Khi t= T2 thì thời gian cố kết thực tế là a2 =T2 - T1/2 U t −2' = U a 2 H1 H với U a 2 là độ cố kết lý thuyết tại... +tính độ cố kết thực tế U t −3' tại thời điểm T3 khi thi công song nấc 2 Khi t= T3 thì thời gian cố kết thực tế là a3 =T3 - T1/2 U t −3' = U a 3 H1 H + U b1 2 H H với U a 3 là độ cố kết lý thuyết tại t = a3 b1 = (T3 – T2)/2 Ta có T3 = 16,68 +1,6 =18,28 (tháng) a3 = 18,28 - 1,1/2 = 17,73 (tháng) b1 = (18,28 – 16.68)/2 = 0,8 (tháng) => U a 3 = 0,822 (nội suy) => U b1 = 0,189 (nội suy) Svth bui thi thuy... C v t h 2 trong đó: Cv = 1,55×10-4(cm2/s) : hệ số cố kết H = 1,075 (m): ½ chiều dày lớp đất yếu do có 2 mặt thoát nước T : thời gian cố kết -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... (1, 075 ×100) 2 = 146112903 (s) = Cv 1,55 ×10−4 = 57,53 Svth bui thi thuy - 23 - (tháng) líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t = 4 năm 8 tháng 9 Tính độ lún theo thời gian St và độ lún còn lại VS trong thời kỳ khai thác -Độ lún theo thời gian St1= U v Sω trong đó: U v là độ cố kết thực tế của đất móng tại thời điểm thi công = U v Sω độ lún cuối cùng là độ lún do ép gọn Sc= 0,9 (m) Ta... Tính độ mở rộng một bên ở mặt nền đường ∆W: ∆W = m.∆s.0.6 = 1,75×0,0054×0.6 = 0,00567 (m) = 0,567 (cm) Svth bui thi thuy - 24 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t 11.Tính khối lượng gia tăng ΔV do độ lún: ∆V= 2 ∆S.Bđáy (m3/1m dài nền đường) trong đó: 3 ∆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= 2 ×0.54×10-2×22,5... b 2 = 0,791 (nội suy) U t − 4 ' = 0,917 2,96 1,57 + 0, 791 = 0, 738 5,36 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −5' tại thời điểm T5 khi thi công song nấc 3 Khi t= T5 thì thời gian cố kết thực tế là a5 =T5 - T1/2 b3 =T5 – (T2+T3)/2 c1 =(T5 - T4)/2 U t −5 ' = U a 5 H H1 H + U b 3 2 + U c1 3 H H H với U a 5 là độ cố kết lý thuyết tại t = a5 Ta có T5 = 33,36 + 2,1 = 35,46 (tháng) a5 = 35,46 - 1,1/2 = 34,91... s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t U t −3' = 0,822 2,96 1,57 + 0,189 = 0,51 5,36 5,36 +tính độ cố kết thực tế U t −4 ' tại thời điểm T4 khi bắt đầu thi công nấc 3 Khi t= T4 thì thời gian cố kết thực tế là a4 =T4 – T1/2 b2 =T4 – (T2+T3)/2 U t −4' = U a 4 H1 H + Ub2 2 H H với U a 4 là độ cố kết lý thuyết tại t = a4 Ta có T4 = 16,68 + 16,68 = 33,36 (tháng) a4 = 33.36 - 1,1/2 = 32,81 (tháng) =>... U t 5' tgφcu = 12 + 20.5,36.0, 762.tg150 = 33,89 (kN/m2) 6.Tại t = Tc Svth bui thi thuy - 17 - líp ®êng s¾t k47 t Tkmh nÒn ®êng s¾t => Bé m«n ®êng s¾t Sc = Cuo + γ d H 3 U tc ' tgφcu = 12 + 20.5,36.0,961.tg150 = 39, 6 (kN/m2) 6.Kiểm toán ổn định chống trượt và chống ép trồi nền đường tại các thời điểm đắp song từng giai đoạn 1.Kiểm toán khi t=T1 đắp song lớp 1 *ổn định chống ép trồi : C u CTKT F =... U a 5 = 0,924 (nội suy) => U b 3 = 0,816 (nội suy) Svth bui thi thuy - 12 - líp ®êng s¾t k47 Tkmh nÒn ®êng s¾t Bé m«n ®êng s¾t => U c1 = 0,08 (nội suy) U t −5' = 0,924 2,96 1,57 0,83 + 0,816 + 0, 08 = 0, 762 5,36 5,36 5,36 + tính độ cố kết thực tế U tc ' tại thời điểm Tc khi độ cố kết U t ' = 0,994 và Tv = 2, 00 Khi t= Tc thì thời gian cố kết thực tế là a6 =Tc - T1/2 b4 =Tc – (T2+T3)/2 c2 = Tc - (T5