В данном случае принимаем укрепление из бетонных плит по выше указанным параметрам (h,v). 

    Размеры плит в плане 1х1 м.

    Толщина плиты :20 см.

    Объём одной плиты : 0,30 м³

    Толщина плит по условию устойчивости определяется по формуле :

                         (11)

    где В - длина ребра плиты в направлении  нормальном урезу воды = 1;

     _п - объемный вес плиты (2,4 ^т/ _м³);

     _в - объемный вес воды (1 ^т/ _м³);

    h - высота расчетной воды(1м);

     - длина расчетной волны (10,95м);

     - коэффициент для сборных плит ( 1,1);

    К_б - коэффициент запаса (1,2); 

    m - заложение откоса бермы или насыпи(2м) 

    

 

    Зерновой  состав и толщина обратного однослойного фильтра, препятствующего выносу частиц грунта насыпи, определяются по формуле:

    

    где в- ширина открытого шва сборных  плит (в=1см);

     - поперечный размер части  фильтра, меньше которых по  весу i %;

    η- коэффициент неоднородности внутри слоя фильтра. 

      

                                          (12)

    где t₀ - толщина обратного однослойного фильтра d_ф и d_г – поперечный разрез частиц фильтра и грунта, меньше которых по весу i %

    d_г= 0,008 см;

     - параметр, принимается по таблице  9 методических указаний №1

    

      

    Вывод: Поскольку толщина плит по условию  устойчивости равна 37 см, больше того, которое мы выбираем в начале расчёта 20 см. Поэтому плиту можно взять таких же размеров в плане 1*1 , а толщину плиты увеличиваем до 37 см.

    Обратный  фильтр состоит из слоя щебня или  гравия с действующим диаметром частиц при коэффициенте неоднородности от 5 до 6, и его толщина должна быть равна t₀=37 см. 

4.2. Укрепление каменной  наброской

    Укрепление  откосов насыпей каменной наброской не требует ручного труда и может быть механизировано, что дает возможность укреплять таким способом большие поверхности откосов насыпей, дамб и берегов. В каменной   наброске  укладывается  не  менее  двух  слоев  камня.  Более крупный камень располагается в верхнем слое.

    Расчетный вес Q камней  верхнего слоя  наброски  определяется  по формуле: 

                                                         (13) 

    где - объемный вес камня (2,6 т/м³);

    К_к – коэффициент (1,5);

     - коэффициент, учитывает форму камня (0,025);

      Расчетный размер камня верхнего слоя определяется по формуле:

                                                     (14) 

     м. 

      

    Расчетный размер камня второго слоя должен быть равен:

                                                (15)

    

    Толщина каждого слоя каменной наброски t_i , определяется по формуле:

                                                       (16)

    где d - коэффициент, принимаемый для двухслойной и многослойной наброски равный 2.

    

    

    Общая  толщина   наброски t = t₁+t₂

    Каменная   наброска  должна укладываться на слой обратного фильтра. 

    t = 0,726+0,269=0,995 м.

    При   однослойном   фильтре   крупности   частиц   определяются   по формуле:

                                                      (17) 

     =2,27 см.

    

    Укрепление  каменной наброской является более трудоёмким, чем укрепления бетон. плитами, также каменная наброска уступает бетонным плитам по ряду технико-экономическим показателям. Поэтому выбираем наиболее экономичное, рациональное, целесообразное укрепление откосов бетонными плитами. 

5. Определение отметки  бермы

 

    Отметка бермы определяется по формуле ОБ=ГВВ+Н_нак 

    где ГВВ - отметка горизонта высоких  вод;

    Н_нак - величина превышение отметки горизонта высоких вод. 

    H_нак= h_подп+ H+ h_нак+а                                                                                    (18) 

     Н- высота ветрового нагона ( Н= 0,1м);

    h_подп- высота подпора воды засчет сужения русла мостом(h_подп=0,4м)

    h_нак- высота наката волны на откос;

    а-запас (а=0,5м). 

    Высота  наката волны на откос определяется по формуле:

                                               (19)

                                                         (20)

    где К_ш- коэффициент шероховатости и проницаемости покрытия;

     - угол между направлением волны и линией уреза.

    К_ш=0,9     =51° 

      

    

    H_нак=0,4+0,1+1,701+0,5= 2,702м 

    ОБ= 220+2,702=222,702 м.

 

6. Определение ожидаемых осадок основания насыпи

 

    Расчет  осадок производится на основе теории компрессионного уплотнения фунтов, исходя из предпосылок о невозможности бокового расширения и выпора грунта при уплотнении.

    Определение осадки основания ведется в следующей  последовательности:

    1.   Вычерчиваем   поперечный   профиль   запроектированной   насыпи     в масштабе 1:200. При этом пренебрегаем уширением насыпи в кривой и поперечным уклоном местности из-за малости их влияния на результаты расчета осадки основания.

    2. Определяем суммарные вертикальные напряжения, действующие по основанию насыпи в точках 0,1,2,3,4 и 5. Расчеты ведутся в табличной форме.

    3. Строится эпюра суммарных напряжений  по основанию насыпи, которая  делится на элементарные фигуры (прямоугольники и треугольники).

    4. Определяются напряжения от каждой элементарной фигуры в точках, находящихся в створе оси земляного полотна на расстоянии 0; 2,0; 3,0; 5,0 м от основания насыпи. Считается, что каждая нагрузка приложена в плоскости основания насыпи. Результаты расчетов сводятся в табличной форме.

    В точке O, находящейся на контакте насыпи с основанием, вертикальные напряжения равны суммарной интенсивности нагрузки в данном сечении  . В точках 1,2,3  вертикальные напряжения от загрузки основания уменьшаются с увеличением глубины.

    Z_i - соответственно для точек 0,1,2,3 (0;2;3 и 5м);

    У_i - расстояние, замеряемое по горизонтали от оси земляного полотна до центра тяжести каждой элементарной фигуры;

    b_i - ширина основания каждой элементарной фигуры, м;

    J_i- доли ;

    P_i - максимальное значение ординаты каждой элементарной фигуры, м.

    В точке О, находящейся на контакте насыпи с основанием, вертикальные

    напряжения  равны суммарной интенсивности  нагрузки в данном сечении.

    5. Значение ε_пр-1 находят по ветви уплотнения компрессионной кривой грунта основания по значению напряжений от собственного веса грунта основания в каждой точке.

    6. Значение ε_о-i находят по ветви уплотнения компрессионной кривой грунта основания по значению суммарных напряжений.

    7. Объемный вес грунта в точке  О определяется по формуле:

     .                           (21)

    8. Для точки 1 задаемся объемным  весом грунта:

                                                  (22)

    Тогда                                                 (23)

    По  ветви нагрузки компрессионной кривой грунта основания по значению σ_γ-1 определяем ε_пр-1. Затем находим объемный вес грунта. Производим проверку:

     -  подбор   объемного   веса   грунта   основания  произведен правильно. Аналогично находим ε_пр-2 и т.д.

    9. Определяем ε_0-i. В точке О сразу после отсыпки насыпи действует напряжения σ_О-0. По ветви нагрузки компрессионной кривой определяем соответствующее ему расчетное значение ε_О-0 . Для остальных точек значение ε_О-i находим аналогично по ветви нагрузки компрессионной кривой грунта основания .

    Во  время сооружения насыпи и в период ее эксплуатации грунты основания уплотняются. Компенсация осадок осуществляется дополнительным объемом грунта, который идет на заполнения строительной доли осадки и увеличением толщины балласта по мере реализации эксплуатационной доли осадки. Полная осадка основания по оси насыпи определяется по формуле:

     ,                                                  (24) 

    

    где Δh_i - осадка 1-го слоя грунта толщиной h_i;

     ,                                            (25)

    где S_g - дополнительная осадка основания ниже расчетного слоя грунта (определяется по графику относительных осадок основания насыпи).

     ,                                                 (26)

    

    Необходимо  определить строительную S_СТР и эксплуатационную S_ЭКС доли полной осадки, в зависимости от которых определяют требуемое уширение основной площадки ΔВ и необходимые объемы грунта V_гр и балласта V_б, для компенсации осадки основания в расчете на 100м длины насыпи.

    S_СТР=                                                        (27) 

    S_СТР=

    где   α  - доля    реализации    полной    осадки   основания    в    процессе строительства.

    Строительная   доля   осадки   компенсируется   дополнительным   объемом грунта, м³/100 м.

    V_гр=100*Sстр(0,5В + В +y),

    V_гр=100*0,614(0,5*11,7 +0,461 +55,9)=3846,19 м³/100 м. 

                                           (28)