Определение гидродинамической силы

При сезонном подъеме воды, часть грунта насыпи обводняется, следовательно, ухудшается строительные характеристики грунтов. При сезонном уменьшении уровня воды, вода начинает вытекать из тела насыпи. Из-за этого кроме постоянно действующих нагрузок и нагрузок от подвижного состава на насыпь действует гидродинамическая сила. Гидродинамическая сила определяется по формуле:

,

где D – гидродинамическая сила, т; I0 – уклон кривой депрессии; V – объем грунта, в котором действует гидродинамическая сила, м3.

Так как расчет ведется для 1 пог./м насыпи, то можно объем заменить на площадь.

.

Площадь части сползающего клина, насыщенного водой, м2:

.

Определение коэффициента устойчивости насыпи

Устойчивость насыпи характеризуется коэффициентом устойчивости, который должен находится в пределах 1,21,5. Коэффициент устойчивости определяется как:

К удерживающим силам относятся: - сила внутреннего трения; - сила сцепления; - вес грунта;

К сдвигающим силам относятся: - вес грунта; - гидродинамическая сила;

Кроме этого к сдвигающим силам относятся постоянная нагрузка от верхнего строения пути и временная нагрузка от подвижного состава. Эти две нагрузки заменяются фиктивными столбиками грунта.

Высота столбика заменяющего временную поездную нагрузку, м:

,

Где Рвр – временная поездная нагрузка; - объемный вес грунта насыпи.

м

Ширина столбика, м:

bвр – 2,75 м – для деревянных шпал.

Высота столбика заменяющего вес верхнего строения пути, м:

м

Ширина столбика заменяющего действие веса верхнего строения пути, м:

- для одного пути двухпутной линии.

При 2х путном участке воздействие временной поездной нагрузки заменяют двумя столбиками с расстоянием между двумя осями столбиков 4,1м.

Ширина основной площадки земляного полотна на однопутной линии 11,7 м.

Раскрыв значения удерживающих и сдвигающих сил, получим:

.

где - длина дуги отсека.

.