4.4. Определение уровня воды в дренаже (гидравлический расчет)

Гидравлический расчет дренажа заключается в определении расхода воды через проектируемый дренаж с целью подбора конструктивного исполнения.

Для данного несовершенного дренажа расход на 1 погонный метр составит:

, (4.20)

где: q_А+Б и q_В – расходы из соответствующих зон.

Расход из зоны А+Б:

, (4.21)

где: к – коэффициент фильтрации;

I - уклон кривой депрессии.

Тогда:

Расход в зоне В составит:

Рис. 16.

, (4.22)

где: q_r – расход с данной зоны, определяемый по формуле:

, (4.23)

где: q_r’ – расход, определяемый по графику на рис. 5.12 (методичка) в зависимости от коэффициентов α и β, определяемых по формулам:

. (4.24)

Т.к. β>3, то α определим как:

. (4.25)

По графику определяем расход q_r^’ при β=3,0:

.

.

Тогда:

.

Расход в зоне Г:

. (4.26)

. (4.27)

. (4.28)

.

.

Расход в зоне Д+Е:

. (4.29)

Расход на 1 погонный метр дренажа:

.

Полный расход через дренаж:

. (4.30)

где l=650 м – длина дренажа, принимаемая равной длине нагорной водоотводной канавы.

Вследствие того, что дренаж двухсторонний потребный расход равен:

. (4.31)

4.5. Подбор дрены

Дренажная труба необходима для отвода потребного расхода воды из грунта. Ее диаметр подбирается на отвод расхода воды, полученного в предыдущем расчете. Для этого должны выполняться условия:

− труба работает полным сечением;

− минимальный диаметр трубы 150 мм по условию удобства проведения работ по чистке трубы в период эксплуатации;

Расчет является проверкой на то, справится ли труба принятого диаметра с расчетным расходом воды из грунта.

Принимаем диаметр трубы равным d=150 мм.

Площадь живого сечения:

. (4.32)

Гидравлический радиус трубы:

. (4.33)

По вычисленному гидравлическому радиусу подбирается коэффициент формулы для вычисления показателя степени y:

.

где: n=0,012 − шероховатость керамической дренажной трубы.

Коэффициент C:

.

На протяжении трубы следует предусмотреть смотровые колодцы для обслуживания дренажа. Конструкция колодца предусматривает устройство водобойного колодца, предназначенного для гашения скорости воды и отстоя органических и механических частиц грунта.

В этом случае уклон трубы составит:

. (4.34)

где: i_др=i_р=18 ₀ − уклон дренажа по категории дороги (I категория);

a=(0,10.25) м − перепад в водобойном колодце между впуском и выпуском;

l_д=(50100) м − расстояние между смотровыми колодцами.

Скорость потока в трубе:

.

Расход воды в трубу:

.

Проверяем условие пропуска расчетного расхода в трубу данного диаметра:

Сравнивается и , где m − коэффициент запаса, учитывающий заиливание трубы (m=1,5):

.

Т.е. условие выполнено с запасом, и увеличивать диаметр трубы не требуется.