Mavzu. Nobikir yo’l to’SHAMALARINI LOYIHALASH Nobikir yo’l тo’shamalarini hisoblash

16.3. Yo’l to’shamasining qalinligini chegaraviy joiz
elastik egilish bo’yicha hisoblash

Qurilish mexanikasi nuqtai nazaridan yo’l to’shamalari elastik-izotrop yarim bo’shliqda - gruntda yotuvchi turli bikirlikdagi qatlamlardan tuzilgan ko’p qatlamli tizimdan iborat.

Bosimni uzatish, ko’p qatlamli tizimdagi qatlamlarning cho’kishi va siqilishi alohida qatlamlarning qalinligiga, ularning elastiklik modullarining va Puasson koeffitsiyentlarining nisbatiga, deformatsiya jarayonida bir qatlamning boshqa qatlam bo’yicha siljish ehtimoliga bog’liq. Bir jinsli bo’lmagan nochiziq deformatsiyalanadigan materiallar uchun (bularga yo’l to’shamalarining konstruktiv qatlamlari asfalt-beton, shibbalangan chaqiq tosh va b. kiradi) grunt asosga beriladigan kuchlanishlarni hisoblashga imkon beradigan nazariy yechimlar hali topilgani yo’q. Shuning uchun biroz shartlilik bilan yo’l to’shamalarini hisoblashda, elastiklik nazariyasida ishlab chiqilgan, kuchlanishlarning ko’pqatlamli tizimlarda taqsimlanishi qonuniyatlariga asoslanadi. Bu qonuniyatlarning yo’l to’shamalari uchun qo’llanishi shu bilan asoslanadiki, ular kam egilganda chiziqli deformatsiyalanadigan ko’p qatlamli tizim kabi ishlaydi.
Ko’p qatlamli tizimlarning holatiga oid masalalar faqat ba’zi xususiy hollar uchun yechilgan. Masalalarning qiyinligi ko’rilayotgan atlamlar soni ortishi bilan qiyinlashadi va shuning uchun ko’pchilik yechimlar yuqorigi qatlamning elastiklik moduli pastki qatlaminikidan katta bo’lgan ikki qatlamli tizimlarga taalluqlidir.
Yechim odatda ikki va uch qatlamli tizimlarning doiraviy yuza bo’yicha tekis taqsimlangan vertikal yuklamalar ta’sirida hosil bo’lgan kuchlanishlar va vertikal siljishlar jadvali tarzida beriladi (16.3 - rasm).
Jadvallarda yarim bo’shliq sirtining siljishlari va qatlamlardagi kuchlanishlarning qiymatlari elastiklik modullarining turli nisbatlari E₁/E₂, Puasson koeffitsiyenti turlicha bo’lgandagi qatlamlar qalinligi va yuklama uzatiladigan yuza diametrining o’zaro nisbati h/D uchun beriladi.
.



E_umum
1 6.3-rasm.Yo’l to’sha malarining qalinli gini hisoblash uchun ikki qatlamli tizim sxemasi

Qo’llaniladigan yo’l to’shamalarining konstruksiyalari juda xilma xil. Ularning teng mustahkamligini ta’minlash va turli variantlarni mustahkamligi bo’yicha taqqoslash maqsadida ular ekvivalent elastiklik moduli - umumiy elastiklik moduli bilan baholanadi. Bu shunday bir jinsli yarim bo’shliqning moduliki, bu bo’shliq hisobiy yuklama qo’yilganida ko’p qatlamli yo’l to’shamasi kabi deformatsiyalanadi (16.4-rasm).


Ikki qatlamli tizim uchun ekvivalent elastiklik moduli (umumiy elastiklik moduli)q o’yidagi bog’liqlik bilan ifodalanadi.

b)

16.4-rasm. Ko’p qatlamli tizimning umumiy /ekvivalent/ elastiklik moduli xaqidagi tushunchani aniqlashga oid sxema:

a - ko’p qatlamli tizim deformatsiyalanishdan keyin /punktir bilan qatlamlarning dastlabki holati ko’rsatilgan/; b- ekvivalent bir jinsli bo’shliq.


, (16.2)

bu yerda E₁- yuqorigi qatlamning elastiklik moduli; E₂- pastki qatlamning elastiklik moduli; h- yuqorigi qatlam qalinligi; D- bosimni uzatadigan doiraviy yuzaning diametri; h_e=2h - elastiklik moduli E₂ bo’lgan pastki qatlam materialining «ekvivalent qatlami»; ko’rib chiqilayotgan ikki qatlamli tizimning yuqorigi qatlami h «ekvivalent qatlam» bilan almashtirilganda uning kuchlanganlik holati o’zgarmaydi.

Ekvivalent qatlam to’g’risidagi tushunchani quyidagi soddalashtirilgan hisobiy sxemadan olish mumkin. Chiziqli deformatsiyalanadigan yarim bo’shliqda qalinligi h₁ va h₂ bo’lgan, elastiklik moduli E₁ va E₂ bo’lgan turli materiallardan tashkil topgan ikkita cheksiz plita yotgan bo’lsin. Ma’lumki, agar plitalarning mustahkamligi bir xil bo’lsa, ularning egilishi bir xil yuklamalarda teng bo’ladi. Buning uchun ularning silindrik bikirligi bir xil bo’lishi kerak
,

bu yerda E_i- elastiklik moduli; h_i- plitalarning qalinligi; _i- Puasson koeffitsiyenti.
Ikki plita uchun bikirlik ifodalarini tenglashtirib va ₁=₂ deb faraz qilib, moduli E₁ bo’lgan qatlamning ekvivalent qalinligini olamiz
, (16.3)
Formulalarni keltirib chiqarishda turli mualliflar taklif etgan joizliklarga bog’liq holda ekvivalent qatlamlar uchun berilgan ifodalar bir-biridan farq qiladi. Jumladan, M.B.Korsunskiy tajriba ma’lumotlariga muvofi elastik deformatsiyalar sharoitida ishlovchi nobikir to’shamalardagi cho’zuvchi kuchlanishlarni hisoblashda h₁ ni quyidagicha qabul qilishni taklif etadi.
, (16.4)
Yo’l to’shamasiga ekvivalent bo’lgan bir jinsli yarim bo’shliqning elastiklik moduli (bu modulda hisobiy yuklama hosil qilgan deformatsiya berilgan qiymatdan oshmaydi), Bussineska formulasi bilan aniqlanishi mumkin. Bu formula elastik-izotrop yarim bo’shliq sirtining doira bo’yicha bir tekis taqsimlangan yuklamadan o’ta cho’kishi uchun chiqarilgan:
, (16.5)

Bu yerda r - avtomobil g’ildiragining bosimi; D- g’ildirak iziga teng bo’lgan doira diametri; - Puasson koeffitsiyenti; - ruxsat etiladigan tiklanuvchi deformatsiya; uning qiymatini hisoblashlarda yo’l qoplamasining mo’ljallangan konstruksiyasini va harakat intensivligini nazarga olgan holda qabul qilinadi.

Yo’l to’shamalarining joiz nisbiy elastik egilishi /D talab etilgan jami elastiklik modulini aniqlashda harakat jadalligi yuqori bo’lgan yo’llarda 0,0025...0,0030, harakat yengil bo’lganida 0,0035...0,0040 chegarasida qabul qilinadi. Yengillashtirilgan takomillashtirilgan yo’l qoplamalarini hisoblashda bu qiymatni ko’pi bilan 1,5 marta oshirishga yo’l qo’yiladi.
Nobikir yo’l to’shamalarining qalinligini hisoblash uchun umumiy /ekvivalent/ elastiklik modulini belgilashda shuni hisobga olish kerakki, ko’p karra qo’yiladigan yuklamalar va harorat o’zgarishlari ta’sirida yo’l to’shamalarida toliqish hodisasi yuz beradi. Mineral materiallarning donlari yeyiladi va maydalanadi, ular orasidagi ishalanish va ilashish kamayadi, ular bog’langan organik bog’lovchilar esa toilqish jarayoni natijasida mo’rt bo’lib qoladi. Yo’llardagi kuzatishlar va modellarni laboratoriyada sinash shuni ko’rsatdiki, yuklamani bir karra qo’yishga hisoblanganda ancha katta mustahkamlikka ega bo’lgan yo’l to’shamalari hisobiy yuklamadan kam bo’lgan yuklamalar ko’p marta takror ta’sir ettirilganda yemiriladi. Yuklama qo’yish soni qancha ko’p bo’lsa, yo’l to’shamasining mustahkamligi shuncha jadal kamayadi, bunda u quyidagi empirik bog’lilikka bo’ysinadi.


, (16.6)

bu yerda E_umumN -yo’l to’shamasining bitta polosada N (avt./sut) ta’sir etgandagi umumiy (ekvivalent) elastiklik moduli; E_umum.st - yuklamaning statik ta’sir etish sharti bo’yicha hisoblangan, endigina qurilgan yo’lning umumiy (ekvivalent) elastiklik moduli; K_in - harakat intensivligini hisobga oluvchi koeffitsiyent; a,b- qoplamaning tabiiy eskirishini va unda deformatsiyaning intensiv to’planishini hisobga oluvchi koeffitsiyent, ularning qiymatlari hozirgi harakat tarkiblari uchun nisbatan tor chegaralarda o’zgaradi.

Ko’p qatlamli nobikir yo’l to’shamalarining talab etilgan ekvivalent /umumiy/ elastiklik modullarining qiymatlari yo’l to’shamalarini sinov yuklamalari bilan sinash bo’yicha o’tkazilgan ko’p sonli eksperimentlar va foydalanish sharoitlarida ularning yemirilish sabablarini tahlil qilish asosida belgilangan edi.
Modullarning talab etilgan hisobiy qiymatlarini belgilash uchun nomogramma taklif etilgan (16.5 - rasm).