plik pdf - Wydział Inżynierii Lądowej - Politechnika Warszawska

28 Konstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych~Sl 2 - przyrost przemieszczeń odpowiednio w l i 2 cyklu obciąże-. nia, odpowiadający podanemu zakresowi obciążeń,D - średnica płyty pomiarowej.Zależność między współczynnikiem pierwotnego odkształcenia El a parametremw można określić, wykorzystując znany wzór Gorbunowa-Posadowa [11]:gdzie: qDElVww = qwD(l - v 2 ) i E = qwD(1 - v 2 ) (2.4)IElwobciążenie jednostkowe przekazywane przez powierzchnię płytyna półprzestrzeń sprężystą [leN' m- 2 ],średnica lub szerokość płyty obciążającej [m],współczynnik pierwotnego odkształcenia gruntu [leN'm- 2 ],współczynnik Poissona gruntu,współczynnik kształtu płyty, sztywności i miejsca punktu mierzonegoosiadania, od 0,56 do 2,25, a dla płyty okrągłej od 1,00 do0,85.Ze wzoru (2.4) wynika, że odkształcalność podłoża pod wpływem naciskówzależy w zasadniczym stopniu od kształtu powierzchni nacisku i charakterystykisiły nacisku. Kształt pola nacisku w formie prostokąta spodu częścipodkładu, który występuje na drogach szynowych, może być uwzględnionypoprzez w. W przypadku dróg szynowych, w podłożu nawierzchni mamy doczynienia z obciążającym kształtem wydłużonego prostokąta spodu podkładui znacznie większymi obciążeniami. Stąd, charakterystyką podatności podłożanawierzchni szynowej jest analogiczny współczynnik C (również znany jakowspółczynnik Winkiera), określany jako:gdzie: p - średnie ciśnienie spodu podkładu [leN'm- 2 ],C = J!... (2.5)SśrSśr - średnie, sprężyste osiadanie podkładu pod obciążeniem użytkowym[m].Struktura tego współczynnika zachowuje całkowicie postać wzoru (2.2)oraz związków (2.3) i (2.4). W konstrukcjach dróg szynowych występuje teżskala jakości podłoża nawierzchni jako zespołu pryzmy podsypki i podłożagruntowego, określająca jego jakość. Rozróżnia się podłoża: złe - gdyC = 2 leN· m -3, dostateczne - gdy C = 5 leN· m -3 i bardzo dobre - gdyC = 10 kN· m -3 (jeśli szerokość wynosi l m, to C = 1 kG· cm -2). Występujezatem pełna analogia pojęć charakterystyki podatności obu rodzajównawierzchni dróg, przy czym współczynniki k li C charakteryzują sztywnośćpodłoży nawierzchni tylko w zakresie sprężystym. Inną miarą podatności jestKonstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych 29parametr Ed uzyskiwany za pomocą lekkiego ugięciomierza udarowego, któryskłada się ze stalowej płyty o średnicy 300 mm lub 350 mm, obciążanej uderzeniemciężaru 10 kg z wysokości l m za pośrednictwem układu amortyzacji[62]. Jako zasadę określania dynamicznego modułu podłoża Ed przyjęto [62]:e, = k °rruu D (2.6)E U 'rruugdzie: k Ewspółczynnik empiryczny w zależności od przyjmowanych°maxDUmu-gdzie: c pN/,pk, mczyliN (e. )l/m (C. )4.4 84[s _ Pl _ PlN fj- cps - C ps 'gdzie: "»: c pszałożeń, 0,75 lub 0,69,wartość nacisku zależna od cięzaru obciążnika, wysokościspadania oraz średnicy płyty [MN/m 2 ],średnica płyty [mm],przemieszczenie sprężyste [mm].Ten sposób określania dynamicznego parametru podatności podłoża traktowanyjest jako poza normowy, bowiem nigdy nie został zaakceptowany przezPolski Komitet Normalizacyjny, jakkolwiek istnieją zależności korelacyjnepozwalające z pewnym przybliżeniem przeliczyć na parametry normowe.Szczególną miarą podatności jest kryterium odkształceń podłoża nawierzchni,stosowane w większości metod projektowania warstw nawierzchni [25]. Wyrażasię ona następującą formułą:e = k(l/N )m (2.7)p/'P'- odkształcenie pionowe wywołane na górnej powierzchni podłożagruntowego przez obciążenie osią,- łiczba dopuszczalnych obciążeń do osiągnięcia krytycznej głę-.bokości koleiny,- współczynniki empiryczne, które według kryterium InstytutuAsfaltowego są równe: k = 1,05; m = 0,223,(2.8)pionowe odkształcenia wywołane na górnej powierzchnipodłoża gruntowego odpowiednio przez obciążenie osiąrzeczywistą U ) i standardową (S).Zależność (2.7) jest zatem kryterium zmęczeniowym podłoża gruntowegonawierzchni, związanym ściśle z hipotezą Meinera i nieco odległym od przedmiotuprojektowanych pomiarów i dociekań. Według tej hipotezy konstrukcjeobciążone naprężeniami o wartości a l' 02' 03' ... , om O odpowiadającej imliczbie cykli nl'n 2 ,n 3 , ...,n mulegają zniszczeniu. W istocie, przy wszelkiegorodzaju pomiarach doświadczalnych, najbardziej miarodajny jest pomiar