plik pdf - Wydział Inżynierii Lądowej - Politechnika Warszawska

38 Konstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych Konstrukcyjne i technologiczne aspekty budowli ziemnych 39Mając wielkość równoważnego obciążenia siłami skupionymi PI' P 2, P 3,P 4wg wielkości i rozmieszczenia jak na rys. 2.6 oraz kąt "rozchodzenia się"naprężeń od pojedynczej siły Pn równy Cjl wg rys. 2.7, można z zastosowaniemzasady superpozycji sił wyznaczyć naprężenia (oddziaływanie) w spągupłyty (rys. 2.8). Uzyskana obwiednia, której przybliżenie zależy od dokładnościi liczby podziału iteracyjnego, odpowiada rzeczywistemu rozkładowi naprężeńpionowych w gruncie na głębokości 3 b (ok. l b ma grubość płyty),tj. bezpośrednio pod płytą "przewarstwiającą" podłoże nawierzchni. Wielkośćkątów Cjln oraz wielkości naprężeń 0ln W punktach krzywej rozkładu podsiłami Pn zostały obliczone po przekształceniach rozwiązania Girkmanna [9]w funkcji: b - szerokości spodu podkładu, p - nacisku jednostkowego spodupowierzchni obciążającej oraz współczynnika z będącego funkcją: E Y2, Eni h 2, i odpowiednio wynoszą:PIP 2°l2P 3 °l3P 4ali = O,296bpz,°l4= O,272bpz,= O,183bpz,= O,1l5bpz.Tym samym obliczona wielkość naprężeń stanowi oszacowanie rozkładusił wewnętrznych, w rozumieniu ich największych wartości al' układu trójwarstwowegopodłoża, tj. podsypka, płyta (np. grunto-cement), podtorze -w sposób eliminujący modelowanie całego podłoża jako jednorodnego ośrodkasprężystego. Wielokrotne uproszczenia, transpozycja, superpozycja siłi iteracyjność obliczeń wykluczają określenie przedstawionego sposobu jakościsłego, tym bardziej że wyjściowe założenia co do płaskiego stanu naprężeńi pełnej sprężystości poszczególnych warstw całego podłoża sugerują małepodobieństwo tego modelu do technicznej konstrukcji układu nawierzchnia--podłoże. Niemniej jednak wyznaczenie wielkości naprężeń w powyższy sposóbpozwala nie tylko na porównanie ich z wielkościami naprężeń układujednorodnego, np. na analogicznym poziomie 3 b, ale także na oszacowaniewielkości osiadań [18]. W danym przypadku osiadanie punktów na określonympoziomie 3b układu trój warstwowego okazuje się mniejsze ok. 2,5 razy.Jeśli zatem konsekwentnie do założeń modelowych zadania traktować podłożenawierzchni jako jednoparametrowe - Winkiera, to można określić, że podatnośćcałego ośrodka trój warstwowego (mierzona np. współczynnikiem C)będzie także około 2,5 razy mniejsza niż podłoża dwuwarstwowego. Ta stosunkowoduża wielokrotność może sugerować tzw. przesztywnienie układutrój warstwowego wzmocnionego płytą betonową. Należy także zwrócić uwagę,że jest to tylko wielkość oszacowana, a ponadto w wartościach bezwzględ-nych będzie zależeć od grubości płyty stanowiącej warstwę wzmocnioną h 2i od jej sprężystości E Y2. Ponadto brak jest także materiału doświadczalnego,na podstawie którego można by mówić o tzw. optymalnej podatności układupodłoża nawierzchni szynowej lub nawierzchni drogi samochodowej.Superpozycjasil rownowatnychcalkowi/emu obciąteniu płytyeUwaga: masę własną płytyo współczynniku Ey2pominiętoRys. 2.8. Schemat całkowitego obciążenia statycznego stropu płyty wzmacniającej podłożenawierzchni, przez zamienne siły skupioneIstnieją jedynie różne miary podatności, o których była mowa w rozdz. 2.3,a diagnoza "przesztywnienia" układu wynika nie tylko z przybliżonych obliczeń.Obliczone osiadania były ustalone przy obciążeniach odzwierciedlającychnacisk spodu podkładu nawierzchni szynowej, poprzez pryzmę podsypki,na podłoże. Ten sam model obciążenia nawierzchni drogowej, składający sięz jednej lub dwóch warstw kruszywa stabilizowanego mechanicznie, stalową·płytą o równorzędnej powierzchni do powierzchni oparcia części podkładuobciążonej kołem pojazdu, to prawie dwukrotnie mniejsze naciski, a co zatym idzie dwukrotnie mniejsze osiadania betonowej płyty wzmacniającejpodłoże. W ten sposób możemy łatwo spostrzec, że zakres sztywności nawierzchnidrogowej byłby jeszcze większy.W skrajnym przypadku, gdyby nawierzchnia drogowa miała jedną, pośrednią,warstwę stanowiącą kruszywo stabilizowane mechanicznie, np. dolnąwarstwę podbudowy, to można sobie wyobrazić "miażdżenie" kruszywa,a zatem jego tzw. defrakcjonowanie, wypieranie gruntu i w efekcie utratę statecznościpozostałych, górnych warstw nawierzchni, a w następstwie - awarianawierzchni (wyboje) całej drogi samochodowej. Stany takie są bardzo częstoobserwowane na tymczasowych drogach dojazdowych, których nawierzchniatzw. podatna jest zbudowana z warstw kruszywa stabilizowanego mechanicznie,zaś podłoże nawierzchni wzmocnione płytami betonowymi. Nawierzchniete, przeznaczone co najwyżej do kilkuletniej eksploatacji, już po kilku przejazdachciężkiego sprzętu budowlanego ulegają całkowitej destrukcji.