ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ НАСЫПИ

5 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФИЛЬТРУЮЩЕЙ НАСЫПИ

(насыпь напорная)

Дано: i₀= 0,004; Q_р= 2,5 м³/с; грунт- глины; В= 8; m= 1,5; дорожный строительный материал- камень круглый Æ 40 см

Рисунок 5.1 Напорная фильтрующая насыпь

Принимаем высоту насыпи Н_н= 4,0 м;

Находим скорость течения по формуле Дарси

V= К_фÖI (5.1)

Н

h

Где, К_ф- коэффициент фильтрации, определяем по таблице 1, страница 9 в зависимости от среднего диаметра камней и их характеристики.

К_ф= 0,50 м/с

Где, В_низ- ширина насыпи по низу; h_б- бытовая глубина воды на выходе; Н- глубина подпора воды перед входом; i₀- естественный уклон в месте перехода (i₀>0).

Определяем ширину насыпи по низу

В_низ= В+2m Н_н+2а= 8+2*3*4+2*0,5= 33 м (5.2)

Проверяем условие устойчивости основания на неразмываемость

Н £ В_низ/С¹= 33/3,5= 9,43 м

Где, С¹- опытный коэффициент, зависящий от вида грунта. Определяется по таблице 2, страница 9.

Находим бытовую глубину. Для этого определяем пьезометрический уклон (формула 3.3)

I= 70/7,5+140/7,5= 28

Находим модуль расхода (формула 3.2)

К= Q/Öi= 2,5/Ö0,004= 39,7

По таблице 1, страница 7 находим русловой коэффициент

m= 0,55

Далее по формуле 3.1 определяем бытовую глубину

h_б= 0,55³Ö39,7/28= 0,62 м

Находим площадь поперечного сечения

w= Q/К_фÖ[(Н_кн- h_б)/В_низ]+i_k= 2,5/0,5Ö[(3,5-0,62)/33]+0.004= 16,7 м² (5.3)

Находим высоту каменной наброски

w= m_ср*Н_кн² (5.4)

Отсюда

Н_кн=Öw/m_ср (5.5)

Где,

m_ср= I/2= 28/2= 14 (5.6)

Тогда по формуле 5.5

Н_кн= Ö15,3/6,65= 1,09 м

Находим ширину фильтрации потока

В_ф= 2 m_ср Н_кн= 2*14*1,09= 30,5 м (5.7)

Находим значение удельного расхода

g=Q/ В_ф= 2,5/30,5= 0,08 (5.8)

при g_н= (0,25…1,0), получаем, что g_н>g, следовательно принимаем g= 0,25.

Вычисляем ширину фильтрационного потока

В_ф= Q/g= 2,5/0,25= 10 м (5.9)

Снова находим высоту каменной наброски

Н_кн= 2w/ В_ф= 2*16,7/10= 3,34 м (5.10)

Уточняем коэффициент крутизны откоса каменной наброски

m_ср=w/ Н_кн²= 16,7/3,34²= 1,5 (5.11)

Назначаем крутизну откоса каменной наброски 1:3.

Определяем расчетную глубину воды при выходе из сооружения

h_р= (Н_кн+ h_б)/2= (3,34+0,62)/2= 1,98 м (5.12)

Определяем площадь фильтрационного потока на выходе из сооружения

w_ф= m_ср h_р²= 3*1,98²= 11,76 м² (5.13)

Находим среднюю скорость потока на выходе из сооружения

V_ср.р=Q/w_фрЕ= 2,5/11,76*0,46*0,9= 0,59 м/с (5.14)

Находим расчетную скорость

V_р= 1,7 V_ср.р= 1,7*0,59= 1 м/с (5.15)

Вывод: По таблице 1, приложения 1, страница 9 назначаем тип укрепления приданной части грунтового основания, как одерновка плашмя (на плотном основании).

16

6 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАНАВ

6.1 Правая канава

Данные: коэффициент откоса- 3; уклон местности-19%0; грунт- глины.

Определяем расход

Q= 87,5а_чF= 87,5*0,70*0,04= 0,3 м³/с (6.1)

Где, а_ч- часовая интенсивность ливня (таблица 1, страница 4)

а_ч= 0,70 мм

F- водосборная площадь канавы

F= 0,04 км²

По таблице 2, страница 7 определяем допустимую скорость

V_доп= 1,2 м/с

Определяем площадь живого сечения

w= Q/ V_доп= 0,3/1,2= 0,25 м² (6.2)

Определяем глубину канавы

h_к=Öw/m= 0,25/3= 0,29 м (6.3)

Определяем ширину канавы

в= 2mh= 2*3*0,29= 1,74 м (6.4)

Находим смоченный периметр

х= 2hÖ1+m²= 2*0,29Ö1+3²= 1,83 м (6.5)

Находим гидравлический радиус и коэффициент Шези

R= w/х= 0,25/1,83= 0,14 м (6.6)

С= R^1/6/0,019= 38 (6.7)

Находим продольный уклон

I_пр= V_доп²/ С²R= 1,2²/38²*0,14= 0,007 (6.8)

Определяем скорость течения потока

V= СÖRi= 38Ö0,14*0,007= 1,2 м/с (6.9)

Вывод: По приложению 1, страница 9, тип укрепления будет одерновка в стенку.

Рисунок 6.1 Канава

6.2 Левая канава

Данные: коэффициент откоса- 3; уклон местности- 30 %0; грунт- глины.

Находим часовую интенсивность ливня и водосборную площадь канавы

а_ч= 0,70 мм

F= 0,05 км²

Находим расход (формула 6.1)

Q= 87,5*0,70*0,05= 3,1 м³/с

По таблице 2, страница 7

V_доп= 0,85 м/с

Определяем площадь живого сечения (формула 6.2)

w= 3,1/0,85= 3,7 м²

Определяем глубину и ширину канавы (формулы 6.3 и 6.4)

h_к= Ö3,7/3= 1,11 м

в= 2*3*1,11= 6,7 м

Находим смоченный периметр (формула 6.5) 17

х= 2*1,11Ö3²+1= 7,02 м

Определяем коэффициент Шези и гидравлический радиус (формула 6.7 и 6.6)

R= 3,7/7,02= 0,53 м

С= 0,53^1/6/0,03= 28,9

Находим продольный уклон (формула 6.8)

I_пр= 0,85²/28,9²*0,53= 0,0016

Определяем скорость течения потока (формула 6.9)

V= 28,9Ö0,53*0,0016= 0,85 м/с

Вывод: По приложению 1, страница 9, тип укрепления будет одерновка плашмя (на плотном основании.

18

7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Бабков В.Ф., Андреев О.В., «Проектирование автомобильных дорог в 2-х частях» Ч.I-II учебник для вузов- Издание 2-е, переработанное и дополненное- М.: Транспорт, 1987-368 с.

2 Справочник инженера- дорожника, «Проектирование автомобильных дорог» –М.:Транспорт, 1989-415 с.

3 СниП 2.05.02-93 «Автомобильные дороги», Госстрой СССР-М.: ЦИТП, 1987-50 с.

19

ВВЕДЕНИЕ

Искусственные сооружения служат для пропуска воды через дорогу. Их правильный расчет обеспечивает безопасность эксплуатации автодорог. В качестве малых искусственных сооружений служат малые мосты, трубы, фильтрующие насыпи, а также водоотводные канавы. Для их расчета используются гидрологические и гидравлические расчеты. Цель данных расчетов определение расходов (ливневый, от талых вод и др.), скорости потока воды через сооружения, определение размеров сооружений и выбор типа укреплений откосов и русел, а также строительных материалов.