Законодательная база Российской Федерации

"ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПОСТРОЙКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБ. ВСН 176-78" (утв. Минтрансстроем СССР, МПС СССР 15.08.78) (в ред. от 15.07.85)

Осадку труб S_p на оттаивающих грунтах рассчитывают по формуле

где S_п - осадка предварительно оттаявшего слоя грунта толщиной h_om, (рис. 3);

S_доп - дополнительная осадка слоя грунта, оттаивающего в процессе эксплуатации трубы для слоя h_доп= H_о - h_om (H_о- полная глубина оттаивания, м).

Глубину оттаивания определяют теплотехническим расчетом, а также по данным натурных наблюдений за аналогичными сооружениями.

Примечание. При наличии на глубине, меньшей чем Но скальных или других несжимаемых грунтов (Е > 1000 кгс/см2) осадку рассчитывают для толщи основания, ограниченной их верхней поверхностью. Допускается при этом принимать H_о = 4,0 + 1,8H при объемной массе грунта основания гамма_0= 1,0 тс/м3 и H_о = 3,0+1,4H при гамма_0= l,7 тс/м3.

Рис. 3. Схема к расчету осадок труб на оттаивающих грунтах

Осадку S_доп слоя грунта, оттаивающего в процессе эксплуатации сооружения, для слоя h_доп=H_о - h_om определяют по формуле

,

(2)

где k - безразмерный коэффициент, равный 0,75 (1 + b/B); a_i - коэффициент сжимаемости i-го слоя оттаивающего грунта, см2/кгс; h_i - толщина i-го слоя оттаивающего грунта, см; Л_сi -разность между суммарной льдистостью i-го слоя грунта и суммарной льдистостью образца грунта, взятого из этого слоя; n - число слоев, на которые разделяется при расчете толща оттаявшего (оттаивающего) грунта; A_i - коэффициент оттаивания i-го слоя грунта, характеризующий осадку грунта при его оттаивании без нагрузки; P_дельтаi - давление в середине i-го слоя грунта, в кгс/см2 от собственного веса, равное 0,5гамма0 (Z_i + Z_i-1) (здесь гамма_0 - объемная масса грунта основания, кгс/см3; Z_i-1, Z_i - расстояние от подошвы насыпи соответственно до кровли и подошвы i-го слоя, см); k_лi - коэффициент, учитывающий неполное смыкание макропор при оттаивании мерзлого грунта, принимаемый в зависимости от средней толщины ледяных включений ДЕЛЬТА_л:<= l см k_л = 0,7; при ДЕЛЬТА_л 805; 3 см k_л = 0,9; при промежуточных значениях ДЕЛЬТА_л коэффициент k_л определяется интерполяцией.

Осадку S_п слоя грунта, предварительно оттаявшего на глубину h_om, рассчитывают по формуле (2) при значениях A_i = 0; Л_сi = 0 и значениях ai определяемых с учетом ожидаемой степени уплотнения оттаявшего грунта. При этом формула имеет вид

(3)

Расчет осадок производят для средней части трубы (высота насыпи Н) и ее концевых участков (H = 0).

Пример.

Исходные данные: труба - D = 1,5 м; L = 39 м;i = 0,007; насыпь - b = 3,5 м; H = 10 м;B = 19,5 м;гамма = 1,8 тс/м3; основание - гамма_0 = 1,7 тс/м3; H_o = 11 м; слой I - суглинок, предварительно оттаявший, a_1 = 0,008, h_1 = 4 м, слой II - суглинок, оттаивающий в процессе эксплуатации; a_2 = 0,007; k_л2 = 0,8; A_2 = 0,018; Л_c2 = 0,005; h_2 = 2 м; слой III- то же, а_3 = 0,006; k_л3 = 0,7; A_3 = 0,0ДЕЛЬТА Л_c3 = 0,005; h_3 = 5 м.

Решение. Осадку рассчитываем по форму/(3). Предварительно определяем

;

p_дельта1 = 0,5*0,0017(0 + 400) = 0,34 кгс/см2;

p_дельта2 = 0,5*0,0017(400 + 600) = 0,85 кгс/см2;

p_дельта3 = 0,5*0,0017(600 + 1100) = 1,45 кгс/см2.

Осадка под средней частью трубы:

а) предварительно оттаявшего слоя грунта

S_п = 0,75*0,88*0,0018*1000*0,008*400+0,008*0,34*400 = 4,9 см;

б) слоев грунта, оттаивающих в процессе эксплуатации,

S_доп = 0,75*0,88*0,0018*1000[0,007*200(1 - 0,005) + 0,006*500(1 - 0,005)] + [(0,018 + 0,007*0,85)*(1 - 0,005) + 0,8 - 0,005]200 + [(0,016 + 0,006*1,45)*(1 - 0,005) + 0,7*0,005]500 = 25,3 см;

суммарная осадка S'_p= 4,9 + 25,3 = 30,2 см. Осадка под концевыми участками трубы (Н = 0):

а) предварительно оттаявшего слоя грунта

S_п = 0,006*0,34*400 = 1,1 см;

б) слоев грунта, оттаивающих в процессе эксплуатации,

S_доп = [(0,018 + 0,007*0,85)*(1 - 0,005) + 0,8*0,005] - 200 + [(0,016 + 0,006 - 1,45)*(1 - 0,005) + 0,7*0,005] 500 = 20,1 см;

суммарная осадка S'_'p= 1,1 + 20,1 = 21,2 см. Расчетная осадка (см. п. 4.25 настоящей Инструкции)

см.