дсіку, т;
- питоме зчеплення грунту, т/м2;
- довжина кривої зсуву i-го відсіку, м;
- дотична (тангенціальна) складова ваги i-го відсіку, т;
- гідродинамічна сила, т.
, (12)
, (13)
де - об'ємна вага грунту, т/м3;
- площа відсіку, м2;
- кут, утворений радіусом-перпендикуляром і вектором, що з'єднує центр кривої обвалення з точкою докладання сил на поверхні ковзання i-го відсіку.
Довжина кривої зсуву i-го відсіку, м, визначається як:
, (14)
де - центральний кут, що відповідає дузі.
У відсіках, розташованих лівіше вертикального радіуса, тангенціальні складові ваги Ti спрямовані в бік, протилежну зсуву грунту, і є утримують.
Таким чином, одна частина тангенціальних складових ваги відсіків відноситься до утримує силам tУД, інша - до сдвигающим Tсдв.
У заплавних насипах в одних відсіках грунти виявляться сухими (при природній вологості), в інших - частково сухими і частково насиченими водою. Отже підтоплені насипу мають різні зсувні характеристики. Для оцінки стійкості необхідно знайти таку поверхню зміщення грунту, при якій коефіцієнт стійкості має найменше значення. Для цього розглядаються кілька варіантів можливих кривих обвалення, для кожної з яких визначається коефіцієнт стійкості насипу. Облік дії тимчасового навантаження і ваги верхньої будови колії з водозливної призмою насипу виконується заміною навантажень фіктивними стовпчиками грунту заввишки і.
Тимчасову навантаження від рухомого складу замінюють фіктивним стовпчиком грунту заввишки, м, яка визначається за формулою:
, (15)
насип грунт рухливий навантаження
де - інтенсивність додатки тимчасового навантаження від локомотива, т/м2;
- розрахунковий об'ємна вага грунту насипу при природної вологості, т/м3.
Висота фіктивних стовпчиків, які заміняють масу верхньої будови колії, м, визначається за формулою:
, (16)
де - інтенсивність додатки смугової прямокутної навантаження від ваги верхньої будови колії, т/м2.
Інтенсивність додатки смугової прямокутної навантаження від ваги верхньої будови колії приймаємо для двоколійного ділянки шляху рівний 1,54т/м2.
Ширина фіктивних стовпчиків ґрунту від тимчасового навантаження дорівнює:
=2.75м - довжині шпали;
=8.7м, для двоколійного ділянки шляху.
Тимчасову навантаження на двоколійних ділянках колії враховують двома фіктивними стовпчиками ґрунту на відстані L=4.1м.
Після побудови графічної частини графоаналітичного методу, запропонованого професором Г.М. Шахунянцем, виконаємо аналітичні розрахунки описані вище.
Розрахунки та побудови проведемо для трьох варіантів кривих обвалення.
Для спрощення обчислень розрахунки виконаємо в табличній формі (таблиці 2-4).
2.1 Визначення коефіцієнта стійкості варіанта 1
За даними малюнка 1 і таблиці 2 обчислимо за формулою (11).
Визначимо для кривої обвалення через точки №1 за формулою (14):
;
;
.
Тоді для першої кривої обвалення:
.
Гідродинамічна сила обчислюється за формулою:
т.
Тоді,
.
2.2 Визначення коефіцієнта стійкості варіанта 2
За даними малюнка 2 і таблиці 3 обчислимо за формулою (11).
Визначимо для кривої обвалення через точки №2 за формулою (14):
;
;
.
Тоді для другої кривої обвалення:
.
Гідродинамічна сила обчислюється за формулою:
т.
Тоді,
.
2.3 Визначення коефіцієнта стійкості варіанта 3
За даними малюнка 3 і таблиці 4 обчислимо за формулою (11).
Визначимо для кривої обвалення через точки №3 за формулою (14):
;
;
.
Тоді для другої кривої обвалення:
.
Гідродинамічна сила обчислюється за формулою:
т.
Тоді,
.
Обчислення, вироблені за трьома кривим ковзання, показали, що стійкість насипу забезпечена, так як всі три коефіцієнта стійкості,, задовольняють вимозі. Однак остаточний висновок про стійкість насипу, можна зробити, побудувавши ще кілька кривих обвалення для точок, розташованих: по осі земляного полотна, під кінцями шпал, на внутрішній бровці насипу.
У випадку, коли умова не виконується, необхідно вживати заходів, до забезпечення стійкості насипу. Для кожного випадку вони індивідуальні. Наприклад, збільшення прісипной берми, зміцнення насипу в зоні підтоплення бетоном, каменем і т.п., установка підпірних стін і т.д.
