методичка
.pdfМаксимальная глубина заполнения дрен водой определяется умножением принятых величин диаметров дрен на соотношение расходов:
h=d × (Q/Qn), |
(1.13) |
где: Q - расход воды в трубе;
Qn - пропускная способность трубы.
Проверкой пропускной способности труб, допустимой скорости течения в них дренируемых вод, при определенной степени заполнения, подтверждается правильность предварительно выбранных параметров дренажа.
11
2.РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ДРЕНАЖА НЕСОВЕРШЕННОГО ТИПА
При залегании водоупора свыше 5м проектируется несовершенный систематический дренаж.
Дренаж проектируется по принципу проверочного расчета. Проверяют принятые значения скоростей и уклонов, диаметров и пропускную способность труб, степень заполнения труб и получают эффект водопонижения.
Приток грунтовых вод к дрене рассчитывают с учетом притока из зоны, расположенной выше глубины заложения дренажа и зоны, расположенной ниже заложения дренажа (рис.2.1), то есть:
q = q1 + q2 |
(2.1) |
Рис. 2.1.Расчетная схема несовершенного горизонтального систематического дренажа
Приток на 1 м дрены составит:
12
q = K |
h2 |
+ 2K |
h |
×T × m |
|
1 |
1 |
||||
2R |
R × n |
||||
|
|
, (2.2) |
|||
|
|
|
|
где: K - коэффициент фильтрации, м/сутки (определяется по таблицe 1.2, в соответствии с заданными грунтами).
Величину h1 (см. рис.2.1), определяем как:
h1 = H – T – S, |
(2.3) |
где: H-средняя мощность водоносного горизонта, определяемая по формуле (1.2);
T- расстояние между дренами и водоупором, принятое равным 3 м; S-требуемое понижение уровня грунтовых вод, определяемое по формуле
(1.1).
R- радиус влияния дренажа, определяется по формуле:
R = |
h1 |
, |
|
tgα |
|||
|
(2.4) |
где: tgα-тангенс угла наклона депрессионной кривой (см. табл.1.2).
Так как линии токов длиннее величины R, то для получения среднего значения длин токов применяется коэффициент n=f(R/T), определяемый по
табл.2.1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
Таблица 2.1 |
Значение величины n |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R/T |
|
20 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
1,15 |
1,18 |
1,23 |
1,3 |
1,44 |
1,87 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13
В связи с тем, что линии токов охватывают не всю площадь грунта под дренами, вводим поправочный коэффициент m=0,75.
Расстояние между дренами несовершенного типа будет равно:
L= 2 K × h12 + 2 × K × m ×T × h1 ,
ρρ × n
(2.5)
где: ρ - коэффициент инфильтрации, принимаемый по максимальному значению.
ρ = K × tg 2α (1 + 2 n ×mh1 × T ),
(2.6)
При длине дрены Lд, определенной по плану, расход в дрене составит:
Q = q × Lд, м3/сутки |
(2.7) |
Далее проводим проверочные расчеты аналогичные разделу 1.
14
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДАМБ ОБВАЛОВАНИЯ
1.Определение отметки гребня дамбы.
1.1. Элементы глубоководной волны определяются по формулам:
h |
= 0.073× K |
Р |
×W × |
|
Д |
, |
|
||||||
ГЛ |
|
|
|
λ0ГЛ |
||
|
|
|
|
|
||
(3.1)
λ = 0.073×W × |
|
Д |
|
, |
|
||||
ГЛ |
λ0ГЛ |
|||
|
|
|||
(3.2)
− 14
λ0 ГЛ = 9 + 19 е W ,
(3.3)
где hгл – высота волны на глубокой воде, м; λгл – длина волны на глубокой воде, м;
λ0ГЛ – относительная длина волны на глубокой воде; КР – коэффициент, учитывающий повышенную интенсивность
развития волны в начале разгона. Определяется по формуле:
КР = 1+ е−0.4 |
Д |
|
|
|
, |
|
|
W |
(3.4) |
||
где Д – длина ветрового разгона, принятая по таблице исходных данных;
W – расчетная скорость ветра, м/сек, измеренная на высоте 10м и принятая по таблице исходных данных.
15
1.2. Высота волны (h) и длина волны (λ) в заданной точке
определяется по формулам: |
|
h=β×hгл; |
(3.5) |
λ=α×λгл, |
(3.6) |
где hгл – высота волны на глубокой воде, м; λгл – длина волны на глубокой воде, м;
α, β – коэффициенты, зависящие от отношения Н/λгл и определяемые по таблице 3.1.
Н – средняя глубина водоема, м (см. исходные данные).
Таблица 3.1. Значения коэффициентов α и β
Н/λгл |
α |
β |
|
Н/λгл |
α |
β |
0.01 |
0.119 |
0.251 |
|
0.26 |
0.724 |
0.753 |
0.02 |
0.161 |
0.306 |
|
0.28 |
0.74 |
0.767 |
0.03 |
0.2 |
0.352 |
|
0.3 |
0.765 |
0.78 |
0.04 |
0.238 |
0.394 |
|
0.35 |
0.796 |
0.81 |
0.05 |
0.275 |
0.428 |
|
0.4 |
0.823 |
0.832 |
0.06 |
0.310 |
0.462 |
|
0.45 |
0.85 |
0.854 |
0.07 |
0.343 |
0.493 |
|
0.5 |
0.866 |
0.871 |
0.08 |
0.378 |
0.519 |
|
0.6 |
0.904 |
0.904 |
0.09 |
0.406 |
0.542 |
|
0.65 |
0.918 |
0.913 |
0.1 |
0.435 |
0.564 |
|
0.7 |
0.930 |
0.930 |
0.12 |
0.485 |
0.596 |
|
0.75 |
0.942 |
0.942 |
0.14 |
0.54 |
0.635 |
|
0.8 |
0.956 |
0.956 |
0.16 |
0.582 |
0.662 |
|
0.85 |
0.967 |
0.967 |
0.18 |
0.617 |
0.685 |
|
0.9 |
0.980 |
0.98 |
0.2 |
0.652 |
0.703 |
|
0.95 |
0.990 |
0.99 |
0.22 |
0.679 |
0.720 |
|
1 |
1 |
1 |
0.24 |
0.703 |
0.736 |
|
- |
- |
- |
|
|
|
16 |
|
|
|
1.3. Высота наката волны на откос определяется по формуле:
h =2к |
h |
3 |
λ |
, |
|
|
|
||||
н ш |
|
h |
|
||
|
m1 |
|
(3.7) |
||
|
|
|
|
|
|
Кш – коэффициент шероховатости, принимаемый в зависимости от типа крепления откоса по таблице 3.2;
Таблица 3.2 Коэффициент шероховатости
Тип крепления откоса |
Коэффициент шероховатости |
|
|
|
|
Сплошное непроницаемое покрытие |
1 |
|
(асфальтобетон) |
||
|
||
|
|
|
Бетонное покрытие |
0,9 |
|
|
|
|
Мостовая (каменная кладка) |
0,75-0,8 |
|
|
|
|
Наброска: |
|
|
- из булыжника |
0,6-0,65 |
|
- из рваного камня |
0,55 |
|
- из массивов |
0,5 |
|
|
|
m1- коэффициент верхового откоса, определяется по таблице 3.3.
17
Таблица 3.3. Определение коэффициентов верхового и низового откосов.
Грунт тела |
Коэффициенты откоса при расчетной высоте дамбы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дамбы |
до 4м |
|
от 4 до 7м |
более 7м |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m1 |
|
m2 |
m1 |
m2 |
m1 |
|
m2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
суглинок |
2 |
|
1,5 |
2,5 |
1,75 |
3 |
|
2,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лесс |
2,75 |
|
2,25 |
3,25 |
2,75 |
3,75 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
супесь |
2,75 |
|
2,25 |
3 |
2,5 |
3,25 |
|
2,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
песок |
2,75 |
|
2,25 |
2,75 |
2,25 |
3 |
|
2,5 |
среднезернистый |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
песок |
3 |
|
2,5 |
3,25 |
2,75 |
3,5 |
|
3 |
мелкозернистый |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.4. Превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды |
||||||||
определяем по формуле: |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Z = h + hн + а |
|
|
(3.8) |
||
h- величина ветрового нагона, принимается по таблице исходных данных;
hн – высота наката расчетной волны на откос, м (см. формулу 3.7);
а - запас в высоте сооружения, измеряемый от отметки наката волны на откос, м. Принимается в зависимости от условий эксплуатации и класса дамбы по табл.3.4
Таблица 3.4 - Возвышение гребня дамбы
Условия |
|
Класс дамбы |
|
|
|
эксплуатации |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Нормальные |
1 |
0,7 |
|
0,5 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
Чрезвычайные |
0,7 |
0,5 |
|
0,4 |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
18
1.5. Отметку гребня дамбы Ζг определяем по формуле:
Ζг = Ζв + Ζ, |
(3.9) |
где: Ζв – расчетная отметка воды в водоеме, м (см. исходные данные).
2. Проектирование параметров дамбы.
2.1.Определяем высоту дамбы в идеальном сечении:
НД = Ζ + Н, |
(3.10) |
где: Ζ – превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды, м; Н – глубина воды перед дамбой, м.
2.2.Определяем ширину верха дамбы:
b = 1,65 × 
H Д , но не менее 3м (3.11)
3.Фильтрационный расчет дамб обвалования
Фильтрационный расчет дамб выполняют для установления положения депрессионной кривой в теле дамбы и определения фильтрационного расхода воды. Схема к фильтрационному расчету приведена на рис. 3.1.
19
Рис.3.1. Однородная дамба на водонепроницаемом основании
3.1.Определим фильтрационный расход на 1м.п. дамбы:
q = К ( |
Н 2 |
), |
|
2LР |
|||
|
(3.12) |
||
|
|
где: Н – глубина воды перед дамбой, м; К – коэффициент фильтрации тела дамбы, принимается по таблице
3.5;
Таблица 3.5. Коэффициент фильтрации тела дамбы
Грунт |
|
Лесс |
Сугли- |
Супесь |
|
|
Песок |
|
|
нок |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
мелкий |
средний |
крупный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К, |
|
0,008 |
0,1-0,2 |
0,2-0,8 |
|
2-5 |
5-15 |
15-50 |
м /сут |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lр |
– определяется по формуле: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
LР = L + |
LB ; |
|
(3.13) |
||
L – расстояние до начала обсыпки (определяется расчетно по схеме);
20