Курс иши mавзу: Ер полотноси Бажарди

Бошланғич маълумотлар йиғиш ва ҳисобий схемани тузиш
Кўтарма турғунлиги йўқотишида боғлиқ грунтларнинг ўпирилиши айлана силиндр сатҳ бўйлаб юз беради деб ҳисобланади.
Ўпирилиш эҳтимолий эгри чизиқларини қуришда вақтинчалик юкламалар таъсири ва сув тўкиш призмаси билан бирга йўлнинг юқори қурилмаси оғирлиги ҳисобга олинади. Бу юкламаларни ер полотноси асосий майдончасидаги сохта грунт устунчалари балан алмаштирилади.
Грунт сохта устунчасининг йўлнинг юқори қурилмаси оғирлигидан баландлиги қуйидаги формула бўйича аниқланади:
, м (28)
бу ерда: Р_вc–йўлнинг юқори қурилмасидан тушадиган бир текис тақсимган юкламалар интенсивлиги, кПа; Р_вс=16 кПа;
γ_ўрт–грунт солиштирма оғирлигини ўртача қиймати, кН/м³; ҳисоб- китобга кўра γ_ўрт =15,164 кН/м³.
Бундан келиб чиқиб, йўлнинг юқори қурилмасидан сохта грунт устунчаси баландлиги қуйидагига тенг бўлади
м
Грунт ҳаракатчан юкламалардан сохта грунт устунчасининг баландлиги формулага биноан аниқланган:
м
бу ерда: Р_п=19,36 кПа; берилган локомотивдан тушган бир текис тақсимланган погонли юклама, кўтарманинг 3м гача бўлган юқори қисми учун.
Кўтарманинг асосий майдончасига таъсир кўрсатаётган поезд юкламаси P_i ҳисобий динамик кучланишдан иборат. P_п қиймати йўл бўйлаб ўтишда рессораланган ва рессораланмаган экипаж массалари тебранишлари натижасида юзага келадиган динамик кучлар таъсирини ҳисобга олади. Шу тарзда, поезд юкламаларининг динамик характери фақат «асосий майдонча даражасига қадар» ҳисобга олинади ва P_п қийматининг ўзида акс этади.
J – кўтарма баландлиги, тури ва ҳолатига, асос типига (мустаҳкам ёки заиф) боғлиқ бўлиб, у ёки бу грунтдан тикланган ва кўтарманинг берилган баландлиги H_k=14,5 м га тенг бўлган интеграл параметр J=1,75. Бу параметр поезд унинг устидан ўтаётганида кўтарма танасида юз берадиган мураккаб тебраниш жараёнини ҳисобга олади. Тебраниш жараёни бутун кўтарманинг поезд оғирлиги остида, грунтламинг қуйи частотали тебранишлари ва юқори частотали вибратсиялар юзага келиши орқали қисқа муддатли “сиқилиши” билан тавсифланади. Буларнинг бари грунт массалари тебраниши ҳамда заррачаламинг вибросилжишини келтириб чиқаради. Бунда грунтнинг тебранаётган массалари (тебраниш тезлашишига пропорсионал) инерсион (динамик) кучлари, диссипатив кучлар (тебраниш тезлигига ва қайишқоқ ишқаланиш параметрларига пропорсионал бўлган қаршилик кучлари) пайдо бўлиб, шунингдек асосан грунт заррачалари ва агрегатларининг вибросилжиши туфайли грунтларнинг силжишга қаршилигининг пасайиши юз беради.
Бундан келиб чиқиб, хисоб-китоб натижаларида грунтнинг ҳаракатланувчи юкламалардан фиктив (сохта) устунчаси баландлиги қуйидагига тенг бўлади: h_n=2,234 м
Қайирда жойлашган кўтарма ишининг ўзига хос жиҳати шундаки, қайирни сув босиши даврида у ҳам қисман сув остида қолади. Кўтарма танасида унинг барқарорлигига таъсир қиладиган қўшимча кучлар: вертикал тарзда юқорига йўналган оғирлик (вазн) кучлари ва пайдо бўлади: сув даражаси тўсатдан пасайиб кетганида кўтарма танасидан сув ҳаракати йўналишида ҳаракатланадиган гидродинамик кучлар. Бундан ташқари, грунт намланганида унинг силжиш тавсифлари: ишқаланиш коэффитциенти ва солиштирма илашиши пасаяди. Сув тошишида кўтарма бутун кўндаланг кесим бўйлаб максимал ташқи горизонтга қадар сувланади (намланади) деб ҳисобланади. Шунга боғлиқ равишда сувнинг кўтарманинг ўқи кесимидаги даражасини ташқи максимал даражага тенг деб қабул қиладилар. Бундан кейин қайирдаги сув максимал даражага эришганидан сўнг бирданига тушиб кетди деб фараз қиладилар. Депрессиянинг ҳақиқий эгри чизиғини кўтарма ўқидан бошланган қиялиги ўртача J₀ бўлган кесикларга ўтказилган иккита тўғри чизиқ билан алмаштирадилар. Баландлиги 10 м дан катта бўлган лойиҳаланаётган қайирли кўтарма сейсмик ҳудудда жойлашгани учун унинг турғунлигини ҳисоблашда сейсма кучларининг таъсирини ҳам ҳисобга олиш талаб этилади. Сейсма кучларини ҳисобга олишнинг икки усули мавжуд: ҳар бир бўлагда алоҳида ва эҳтимолий силжиш блокида умуман олганда. Биринчи усул нисбатан аниқроқ ҳисобланади. Битирув малакавий ишида таълим мақсадларига нисбатан содда ва камроқ меҳнат талаб қиладиган усул сифатида иккинчи усул қабул қилинган. Блокда амал қилаётган сейсма кучи қуйидагига тенг:
Q_c=μ_cQ_г=0,0281·4030,13=113,25 кН
бу ерда:Q_г-ўпирилиб тушувчи қисм оғирлиги,кН;
Q_г=ΣQ_и=Σ =4030,13кН
μ_c-динамик сейсмиклик коеффитсенти,
μ_c=П_с·μ=1,125·0,025=0,0281
бу ерда μ=ρ/g сейсмиклик ёки ларзага келиш коэффициенти: μ=0,025
g-эркин тушиш тезланиши. g=9,81 м/с ;
П_c=П_кП_гП_д-линия тоифаси (П_к), грунт тавсифи (П_г) ва ер юзасидан 10 м дан кўпроқ кўтарилиб турган кўтарма баландлиги (П_д) ҳисобга олган коэффициенти;
П_к=1,1 I ва II тоифа линиялари учун;
П_г=1,0 соғ тупроқ ва қум тупроқлар учун;
П_д-кўтарманинг динамик коэффициенти:
П_д = 1 + α ;α = 0,01 (Н_к–10)=0,01·(14,5-10)=0,045
H_к-кўтарма баландлиги, H_к=14,5 м;
_{ }- бутун кўтарма оғирлик марказидан юқори қурилма ва ҳаракатланувчи таркибни ҳисобга олган ҳолда унинг проексияси асосига қадар бўлган вертикал масофа;
- силжиш еҳтимоли бўлган блок учун масофа.
Битирув малакавий ишида коэффициент П_с П_с=1,125 га тенг; динамик сейсмиклик коэффициенти қуйидагига тенг бўлади μ_с=0,0281.
Сейсма кучи сирғалиб тушаётган блок оғирлик марказига қўйилган унинг горизонтга нисбатан қиялик бурчаги α=36⁰ унинг номаълумлигида нолга тенг деб, яъни энг номақбул, барқарорлик коэффициентининг кичик қийматини берадиган йўналиши олинади. Амалий ҳисоб-китоблар учун сейсма кучи сирғалиб тушаётган блокнинг юзасига қўйилган бўлиб, бу ҳақиқий қийматга нисбатан барқарорликнинг ҳисобий коэффициентини бир мунча камайтиради.
Блокда сейсма шароитларда амал қилаётган филтратсия (гидродинамик) кучи қуйидагига тенг:
Д_с=γ_е(J₀+μ_с)∙Ω=10 (0,05+0,0281)·303,51=237,04
бу ерда: γ_е=10 кН/м³; сувнинг ҳажмий кучи.
J₀=0,05 эксфилтрланадиган сувлар депрессия эгри чизиғининг ўртача қиялиги Ω=303,51 м² эҳтимолий силжиш блоки майдонининг бир қисми. Унинг орқали сув кўтармадан эксфилтрланади (оқиб чиқади).
Д_с-куч сувга тўйинган, сирғалиб тушаётган пона майдони бир қисмининг оғирлик марказига қўйилган. Бироқ амалий ҳисоб-китобларда Д_с кучи сирғалиш юзасида жойлашади деб қабул қилинади.
Қабул қилинган Н.С.Ордуянс ҳисобий моделига мувофиқ қайирдаги кўтарма танасида қуйидагича бўлиши мумкин:

1. 
   табиий намлик, унга қайир суви, унинг солиштирма оғирлиги γ_ўрт таъсир кўрсатмайди. Бу грунт кўтарманинг юқори зонасида жойлашади
   

γ_ўрт=15,164 кН/м³;

2. 
   сув билан яхлит (узлуксиз) капилляр тўйиниш, бу қўшимча юклама ҳисобланади, шунинг учун грунтнинг брутто солиштирма оғирлиги:
   

γ_бр= , кН/м³
бу ерда: γ_с - кўтарма грунт заррачаларининг солиштирма оғирлиги,
γ_с=21,1 кН/м³ ;
γ_в–сувнинг солиштирма оғирлиги, γ_в=10 кН/м³;
е_оср–кўтарма ғоваклилигининг ўртача коеффитсиенти,
е_оср=0,676 d_кап Сувнинг капилляр кўтарилиш баландлиги [6] га мувофиқ d_кап супес учун 1 м, суглинок учун 1,5 м.
γ_бр =16,623 кН/м³;

3. 
   қайир суви билан тўйинган. Асос сув ўтказмайдиган бўлганида аксил босим юзага келади ва грунтнинг солиштирма оғирлиги сувнинг мувозанатловчи таъсирини ҳисобга олган ҳолда аниқланади:
   

γ_св= кН/м³, γ_св=6,623 кН/м³;

4. 
   γ=γ_осн га эга бўлган асос грунти
   

кН/м³ (29)
бу ерда: е_осн - асос грунти ғоваклилигининг ҳисобий коэффициенти,
компрессион эгри чизиқ бўйича аниқланган σ_о бўлган ҳолида, кўтарма асосида нуқтада ҳисоблаб аниқланган e_осн=0,616
γ_осн–асос грунти заррачаларининг солиштирма оғирлиги, γ_осн=21,4 кН/м³;
W_осн-асос грунти намлиги, W_осн=21,6%
γ_осн= кН/м³ ;
Кўтарма асоси сув ўтказадиган деб қабул қилинганлиги сабабли, бу ҳолда асос грунтининг солиштирма оғирлиги қуйидагига тенг:
γ_осн= γ_восн = ; кН/м³ (30)
Кўтарма ва асос танаси грунти сувга тўйинганида силжишга қаршилик камайтирилиб, шу туфайли бир қисми чегарасида юз берадиган, тўйинган грунтда бўлиб ўтадиган силжиши мумкин бўлган юзанинг барқарорлик ҳисоб-китобларида илашиш кучларнинг коэффициенти қуйидагига тенг:
0,5С; C_i^в=0,75 С; C_iосн^в=0,75 С
Шу тарзда, ҳисоб-китобларда қуйидагилар қабул қилинган: кўтарма танаси нам грунтининг солиштирма илашишига тенг. Кўтарма танаси қуруқ грунтининг ишқаланиш коэффициенти f=tgφ=tg(40,35⁰)=0,8496; нам грунтники f^в=tg(40,35⁰)=0,75f=0,6372 кўтарма асосидаги грунтинг ишқаланиш коэффициенти f^в_осн=0,75tgφ_осн=0,75tg(38,44⁰)=0,5955.
Ҳисобий схемада берилган. Лойиҳалаштирилган кўтарманинг кўндаланг профилига эга бўлиб, ҳамда грунт сохта устунчалари баландлиги h_вс ва h_п ни билиб, кўтарма барқарорлик коэффициентларини аниқлаш учун ҳисобий схемани тузиш мумкин бўлади.
Ўпирилиш эгричизиқлари марказлари линияси энг кенг тарқалган усул бўйича қуйидагича аниқланади: Бўлинмалари нуқтада горизонтга нисбатан 36° бурчак остида чизиқ ўтказилиб (ер полотносини лойиҳалаштиришнинг кўп йиллик тажрибаси асосида аниқланган), кейин хорда ўтказилади. Хорда марказидан перпендикуляр тикланиб, перпендикуляр ва қия чизиқнинг кесишув маркази ўпирилиш эгри чизиғининг маркази бўлади.
Шундан сўнг силжиши мумкин бўлган бутун блок қатор отсекларга бўлиниб, ҳар бир отсек чегарасида унинг мавжудлик шароитларини деярли бир хил, силжиш юзасини эса сатҳ деб ҳисоблаш мумкин бўлсин. Ҳар бир отсек учун ташқи, унга таъсир кўрсатадиган кучлар (гравитацион, сейсмик, филтрацион) ва ушбу кучларга тенг таъсир қиладиганларнинг таркибий қисмини ташкил этган тангенсион Т_i ва нормал N_i кучлар аниқланади. Силжиш юзаси бўйлаб ҳар бир i-отсекда илашиш C_il_i ва ишқаланиш f_i N_i кучлари амал қилади.
Агар Т_кар га тенг бўлган тангенсиал таркибий қисм Т_i эҳтимолий силжиш йўналишига тескари тарафга йўлланган бўлса, тутиб турувчи, акс ҳолда Т_i=Т_сур бу куч силжитувчи куч ҳисобланади.
Кесиклар барқарорлигини барқарорлик коэффициенти К билан баҳолаш қа­бул қилинган бўлиб, у умумий кўринишда кесикни мувозанат ҳолатида сақлаб турадиган омилларнинг уни емиришга интиладиган омилларга нисбатини англатади.
К қийматини аниқлаш учун талаб этилган бошланғич маълумотлар ер полотносининг геометрик параметрлари, эҳтимолий илашиш юзалари, грунт параметрлари, шунингдек силжишга қаршилик кўрсатиш параметрлари, ички ишқаланиш бурчаги ва солиштирма илашиш ҳисобланади.
Эҳтимолий силжишнинг юмалоқ силиндрсимон юзасида К ни аниқлаш услублари энг кенг тарқалди. Ушбу услубларда К кесикни тутиб турувчи кучлар моментлари суммасининг уни силжитишга уринаётган куч моментлари суммасига нисбати сифатида таърифланади. Деформатсия эҳтимолий силжийдиган блокнинг (ягона ва яхлит бирлик сифатида) юмалоқ силиндр ўқи
О атрофидаги айланиши сифатида кўриб чиқилади; чизманинг ясси масаласидаги юза изи R радиуснинг айлана эгри чизиғидан иборат бўлади. Тутиб турувчи моментни ҳосил қиладиган кучлар - ишқаланиш fN_i ва илашиш Cl кучлари бўлиб, улар юзаси бўйлаб силжишда юзага чиқадилар; силжитувчи кучлар эса - ҳажмий Q кучларнинг тангенсиал таркибий қисмлари, шунингдек қайирли кўтарма шароитидаги гидродинамик куч ва сейсма кучига бўлинади.
К ни янада аниқроқ белгилаб олиш учун эҳтимолий силжиши мумкин бўлган блок вертикал сатҳлар ёрдамида қисмлар (отсеклар)га бўлиниб, улар чегарасида ҳажмий кучлар, нормал ва тангенсиал таркибий қисмлар, ишқаланиш ва илашиш кучлари жойлашади. Гидродинамик ва сейсмик кучлар битирув малакавий ишида умуман силжиш эҳтимоли бўлган блок учун аниқланган. Отсекларнинг бир-бирига вертикал контакт сатҳлари бўйлаб таъсир кўрсатиш босим кучлари ҳисобга олинмайди. Бу фараз барқарорлик захираси ҳисобига ўтади.
Шу тарзда, кесикнинг барқарорлик коэффициенти қуйидаги формула бўйича аниқланади:
К=
мос равишда кўтарманинг қуруқ ва нам грунти, асос нам грунтининг солиштирма илашиши, кПа;
f_i(f_i, f^в_i, f _iосн) - мос равишда кўтарманинг қуруқ ва нам грунти, асос нам грунтинингсолиштирма ишқаланиш коэффициенти;
l_i (l_i, l_i^в, l^В_iосн) - мос равишда кўтарманинг қуруқ ва нам грунти, асос нам грунти
i-отсек асосининг қиймати;
Н_i- i-отсек вазнининг нормал таркибий қисми, кН; N_i=Q_icоsβ_i;
Т_i-уд - i-отсек вазнининг тутиб турувчи таркибий қисми кН; Т_i.уд=Q_isinβ_i;
Т_i.сд - i-отсек вазнининг силжитувчи таркибий қисми кН; Т_ж-сд=Q_isinβ_i.
Отсек асосининг горизонтга нисбатан ётиқли бурчаги β_i (оғирлик вертикал векторининг унинг ўпирилиш эгри чизиғи билан кесишган нуқтасига қўйилган йўналиши ҳамда отсек оғирлиги векторининг ўпирилиш эгри чизиғи билан i-отсек учун худди ўша кесишув нуқтасига ўтказилган радиус йўналиши орасидаги бурчак) асос эҳтимол тутилган силжиш тарафига эгилган бўлса, ижобий (мусбат) деб ҳисобланади
Sinβ_i. = , (31)
Sinβ_i. =
бу ерда: х_i -отсек оғирлик марказидан горизонтал бўйича ўпирилиш эгри чизиғи вертикал радиуси йўналишигача бўлган масофа, м;
R - ўпирилиш эгри чизиғи радиуси, m, х_i ва R график кўринишида чизмага кўра ўлчаб топилади.
D_c - бир хил таъсир қиладиган филтрацион босим (гидродинамик куч) унга таъсир қиладиган сейсма кучини ҳисобга олган ҳолда, кН;
Q_c - сейсмик куч, кН.
Кўтарма кесиги барқарорлик коэффициентини аниқлаб топишни соддалаш- тириш учун кўрсатилган формула бўйича ҳисоб-китобларнинг график қисми келтирилган.