Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах (к СНиП 2.05.02-85)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

     
ВЫДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СЛОЕВ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

Предварительно слабую толщу разделяют на отдельные расчетные слои на основе геологического разреза, получаемого по результатам бурения с визуальной оценкой грунтов по качественным признакам.

Для уточнения границ выделенных слоев и дальнейшей детализации расчленения толщи необходимо использовать данные статического зондирования, а также всю совокупность полученных данных о свойствах грунтов в пределах слабой толщи.

С этой целью на геологический разрез наносят кривые удельного сопротивления зондированию, сопротивляемости сдвигу по крыльчатке и основные показатели состава и состояния грунтов (рис.1). В качестве последних для болотных грунтов целесообразно использовать природную влажность.

Рис.1. Графики изменения по глубине удельного сопротивления
зондированию и сопротивляемости сдвигу по крыльчатке

а - геологический разрез; б - удельное сопротивление зондированию;
в - сопротивляемость сдвигу; 1 - древесно-осоковый торф, 2 - тростниковый торф;
3 - сапропель; 4 - мергель; 5 - мелкий песок  

После выделения расчетных слоев по полученным графикам определяют расчетные значения физико-механических свойств грунтов в пределах того или иного слоя, оценивают однородность выделенных расчетных слоев с точки зрения инженерно-геологических свойств грунтов этих слоев и при необходимости уточняют их границы.

Обработку материалов начинают с построения для выделенного расчетного слоя графиков рассеяния показателей физико-механических свойств грунта.

График рассеяния имеет одну ось, на которой в произвольно выбранном, но удобном для нанесения точек масштабе, нанесена шкала обрабатываемого показателя свойств (рис 2).

Рис.2. Пример статистической обработки показателей физико-механических
свойств болотных грунтов

а - графики рассеяния; б - полигон распределения  

Графическая обработка показателей и методы математических расчетов разбираются на примере обработки сопротивляемости торфа сдвигу по результатам испытаний крыльчаткой на одном из болот, данные по которому представлены в табл.1.

Таблица 1. Данные испытаний на участке болота

Примечания: 1. Жирной чертой выделены границы слоев. 2. Цифры в скобках - номера точек на графике рассеяния (см. рис.2, а).

Частные значения сопротивления сдвигу торфа показаны на графике точками (см. рис.2, a).

График рассеяния служит основой для построения полигона распределения (см. рис.2, б) показателей в частотах или частостях. Ось графика рассеяния делят на 8-10 равных по величине интервалов (классов) с таким расчетом, чтобы в каждый интервал (за исключением крайних) попали точки, т.е. чтобы не было пустых классов. Число точек, попавших в отдельные классы, носит название "частоты". Частоты выписывают в специальную графу (см. рис.2, а) над графиком рассеяния. Точки, попавшие на границы классов, делятся поровну и при подсчетах частот разносятся по соседним классам, а в случае нечетного их количества "лишнюю" точку следует отнести в класс, тяготеющий к центру графика рассеяния.

Сумма частот должна быть равна количеству определений обрабатываемого показателя; она записывается над графиком рассеяния.

Точкам, попавшим в один класс, присваивают одинаковые значения, равные среднему значению данного класса.

При построении полигона распределения частоты наблюдений данного показателя откладывают напротив середины интервалов и полученные точки соединяют прямыми (см. рис.2, б). Для удобства полигон распределения строят ниже графика рассеяния.

Четко выраженный максимум в центре полигона распределения и закономерное симметрическое изменение показателя в обе стороны от максимума свидетельствуют о нормальном законе распределения (законе Гаусса) показателей свойств грунтов. При резком нарушении симметрии графика распределения необходимо проводить проверку нормальности распределения. Однако многочисленные проверки показывают, что распределение показателей свойств грунта за редким исключением подчиняется закону нормального распределения и отклонения от него свидетельствуют об ошибках, допущенных при выделении единообразных инженерно-геологических слоев.