пример курсового

S -требуемое понижение уровня грунтовых вод, м;
k -коэффициент фильтрации, определяемый по	таблице 1.2(для
среднезернистого песка k=10 м/сутки)

ρ -интенсивность выпадения атмосферных осадков , определяемый по таблице1. 2( для среднезернистого песка ρ =0.01м/сутки).

	L = 2(4.03 − 2.25)		10		= 112.58
			0.01

Удельный расход (приток на 1 м. длины дрены) будет

равен:

q=ρ×L=0,01×112,58=1,126 м3/сутки.

					1		2	дрена				3
					L
														2
										1
400
							1							2
					Коллектор			Коллекто
					1-го			р
					сечения			2-го
25				112.58			112.58					112.58
					112.58
25

500

Рис.3.2 Схема дрен на плане.

21

Поскольку в данном расчете предполагается, что с обеих сторон на 1 м длины дрены-осушителя поступает вода из примыкающей к ней территории

ириной полосы 112,58 × 2 = 112,58 , то при длине дрены, определенной по

2

плану, и равной Lд= 400 м , расход в дрене составит:

Q=1.126×400= 450.4 м3/сутки

Расходы в магистральных коллекторах составят:

в I сечении	Q1=Q×n =450,4×3=1351,2 м3/сутки,
во II сечении	Q2=Q×m=450,4×5=2252 м3/сутки

где n- количество дрен, примыкающих к коллектору I сечения

(для данного примера n=3)

m- количество дрен, примыкающих к коллектору II сечения. (для данного примера m=5).

Дальнейший расчет систематического дренажа ведем проверочным методом т.е. предварительно задаемся минимальными диаметрами труб и значениями уклона дренажа, а затем расчетом проверяем приемлимость принятых предложений.

Для первого приближения принимаем значение диаметров труб и уклонов:

для дрен-осушителей коллектора I cечения коллектора II cечения

d=100 мм,	i=0.005;
d=200 мм,	i=0.003;
d=300 мм,	i=0.002.

22

Коэффициент шероховатости для керамических или асбоцементных труб принимаем равным γ = 0,014 .

Определяем расчетную скорость воды при полном заполнении труб по формуле Шези:

В дренах-осушителях :

Vд =	68.09	×		= 0.761м / секунду	при С =		70				= 68.09
			0.1× 0.005
								0.14
	2
					1+ 2		×
									100

В коллекторе I cечения :

Vд =

68.63

×

= 0.841м / секунду

С =

70

= 68.63

0.2× 0.003

при

0.14

2

+ 2×

1

200

В коллекторе II cечения :

V 2 =

68.9

×

= 0.844м / секунду

С =

70

= 68.9

0.3× 0.002

при

0.14

2

1+ 2×

300

Найденные скорости не выходят за пределы допустимых (0,15÷1,2) м/сек. По формуле (1.14) определяем пропускную способность труб

5 1

Qn=33696×C×d 2 I 2 , м3/ сутки

для трубы дрены с d=100мм, уклоном i=0.005 и с=68,09

.

Qnд = 33696×68.09×0.15 ×0.005= 512,67м3 /сутки

23

Таким же образом определяем пропускную способность труб коллектора:

Qn1= 33696×68.63×0.25 ×0.003= 2266м3 /сутки

Qn2 = 33696×68.9×0.35 ×0.002 = 5119м3 /сутки

где 86400коэффициент перевода с м3/сек в м3/сутки

(прим.86400*0,39=33696)

Из соотношения Q/Qn по графику, изображенному на рис.(1.4)

для дрен-осушителей :	Q/Qn=450,4/512,67=0,88;	η=1,12
коллектора I cечения :	Q/Qn=1351/2266=0,6;	η=1,06
коллектора II cечения :	Q/Qn=2252/5119=0,49	η=0,94

Зная коэффициент изменения скорости η, находим скорости при неполном заполнении труб В дренах:

V1д=0,761×1,12=0,852 м/секунду;

В коллекторе I cечения :

V1=0,841×1,06=0,891 м/секунду;

В коллекторе II cечения :

V2=0,844×0,94=0,793 м/секунду.

Скорости, полученные при полном заполнении труб также не выходят за пределы допустимых(0,15÷1,2) м/сек Находим максимальную глубину заполнения дрен водой умножением

принятых величин диаметров дрен на соотношение расходов h=d×(Q/Qn),

24

hд=100×0,88=88 мм;

h1=200×0,6=120 мм;

h2=300×0,44=132 мм.

Сравнив результаты расчета с принятыми предварительно параметрами делаем вывод о правильности их выбора.

25

4.Пример расчета горизонтального систематического дренажа несовершенного типа.

Дана площадка размерами 500x400 м. Назначение – жилое здание с подвалом. Грунты – пески среднезернистые.

Необходимо запроектировать горизонтальный систематический дренаж несовершенного типа. Геологическое строение участка и уровни грунтовых вод приведены в таблице 4.1

Таблица4.1

№	Глубина	Глубина		Толщина слоя грунта, м
сква	скважин	появления воды	Растите
жин	ы м	от поверхности	льный		суглино	песок		глина
ы		земли, м	слой		к
1-а	7.12	0.65	0.15		0.20	6.52		0.25
1-г	7.59	0.55	0.18		0.30	6.91		0.20
1-ж	7.62	0.80	0.25		0.25	6.87		0.25
1-к	7.92	1.35	0.15		0.40	7.10		0.30
3-а	7.02	0.25	0.10		0.10	6.57		0.25
3-г	8.07	1.45	1.10		0.30	7.43		0.24
3-ж	8.32	1.34	0.05		0.65	7.30		0.32
3-к	8.82	0.86	1.10		0.70	8.67		0.35
5-а	8.53	1.17	0.12		0.30	7.93		0.18
5-г	9.42	0.81	0.28		0.10	8.80		0.15
5-ж	9.21	1.01	0.14		0.15	8.79		0.13
5-к	9.25	0.66	0.12		0.10	8.81		0.22
7-а	8.40	0.30	0.13		0.05	8.09		0.13
7-г	8.35	0.62	0.12		0.40	7.71		0.12
7-ж	8.35	0.63	0.15		0.15	7.91		0.14
7-к	9.04	1.24	0.10		0.20	5.58		0.16
9-а	8.22	0.55	0.15		0.25	7.64		0.18
9-г	8.23	045	0.12		0.23	7.53		0.35
9-ж	7.80	0.35	0.22		0.10	7.33		0.15
9-к	8.70	0.60	0.25		0.30	7.06		0.10

26

Для проектирования систематического дренажа несовершенного типа строим план участка дренирования, выполненный на основе сети квадратов со сторонами 50×50 м.

Вершины квадратов – устья скважин занивелированы .

По отметкам верха пласта глины строим изогипсы поверхности водоупора рис 4.1.

(а)	(б)	(в)	(г)	(д)	(е)	(ж)	(з)	(и)	(к)
(л)										(1)
158.80			158.60			158.30			159.25
151.43			151.21			150.93	153.00		151.60
										(2)
158.05			158.86			158.60			158.64	(3)
151.28			151.03			150.60			151.17
153.00										(4)
								153.00
159.22			159.80			159.18			158.87	(5)
150.87			150.53			150.10			149.84
										(6)
159.68			159.32			158.63			159.14	(7)
151.41			151.09			150.42			150.26
										(8)
										(9)
159.67			159.21			158.47			159.11
151.63			151.33			150.82			150.51

Рис. 4.1 План площадки в изогибсах.

По формуле ( 1.1) определим понижение уровня грунтовых вод:

27

S = hнорм - hводы + 0.5 ,

Где hнорм – нормативная минимальная глубина залегания уровня грунтовых вод. Для нашего примера(жилой микрорайон , здание с подвалом принимаем по таблице 1.1 hнорм = 2 м);

hводы – минимальная глубина появления воды от поверхности

земли, определяемая по таблице исходных данных.

S=2-0.25+0.5=2.25(м),

Среднюю мощность водоносного горизонта H , определяемая по формулам 1.2 и 1.3 в соответствии с таблицей 4.1 ( для данного примера получаем H = 7.03 м).

Рис. 4.2. Расчетная схема несовершенного горизонтального систематического дренажа.

Принимаем расстояние между дренами и водоупором Т=3м(рис4.1)

Далее по формуле (2.3) определяем величину h1(рис4.1):

28

h1=H-T-S=7.03-3-2.25=1.78 (м )

Приток грунтовых вод к дрене рассчитывают с учетом притока из зоны, расположенной выше глубины заложения дренажа, и зоны, расположенной ниже заложения дренажа (рис.4.1), тоесть:

q=q1+q2

приток на 1 м. дрены составит:

	q = K	h2	+ 2K	h	×T × m
		1		1		,
		2R		R × n

где K -коэффициент фильтрации, м/сутки ,определяется по таблицe 1.2 , в

соответствии с заданными грунтами (для среднезернистого песка k=10 м/сутки

R- радиус влияния дренажа, определяемый по формуле(2.2)

R = tghα1 = 10..7802 = 89

где tgα-тангенс угла наклона депрессионной кривой (табл.1.2)

Так как линии токов длиннее величины R, то для получения среднего значения длин токов применяется коэффициент n=f(R/T) табл.2.1

n=f(89/3)=f(30)

Принимаем по таблице 2.1 n=1.15

В связи с тем, что линии токов охватывают не всю площадь грунта под дренами, вводим поправочный коэффициент m=0.75.

приток на 1 м. дрены составит:

	q = 10×	1.782	+ 2×10×	1.78	× 3× 0.75 = 0.958 (м3/сутки)
		2 ×89		89×1.15

29

Определяем по формуле (2.4) коэффициент инфильтрации ρ , принимаемый по максимальному значению.

ρ =10×0.022 ×(1+ 2×	0.75		×3)	= 0.0127
	1.15×1.78

Расстояние между дренами несовершенного типа (формула 2.3) будет равно:

L =

2 K ×

h2

+ 2×

K × m

×T × h = 2

10×1.782

+ 2

10×0.75

×3

×1.78 = 179(м)

1

д

ρ

ρ × n

1

0.0127

0.0127×1.15

При длине дрены, определенной по плану, расход в дрене

по формуле

(2.5)

составит:

Q=q×Lд= 0.958×400=384 (м3/сутки)

		1	2		Дрена 2	3
		L
					1
							2
400
			1			2
		Коллектор	Коллектор 2-го
		1-го сечения	сечения

71

179

179

71

500

Рис.4.3 Схема дрен на плане.

30