Пояснительная записка (1201956), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Рисунок (фото) 4.11

Рисунок (фото) 4.12

Рисунок (фото) 4.13

Рисунок (фото) 4.14

Рисунок (фото) 4.15

4.2 Расчет и проектирование водоотводной канавы

Исходными данными к расчету являлись результаты натурного обследования участка в марте месяце 2017 года.

Деление канавы на участки и их длинна выбирались соответственно плану и профилю существующей канавы, ее состоянию, расположению ближайших водопропускных труб. Поступающий расход воды назначался приближенно по результатам обмера и эскизного восстановления поперечного профиля канавы в отдельных ее сечениях, выявление признаков наполнения и переполнения, ориентировочной оценки скорости воды на отдельных участках по состоянию дна и откосов. Учитывалась картина впадения водного потока из устьевой части существующей канавы в водопропускную трубу. Рассчитывалась канава на трех участках общей протяженностью 490 метров с учетом протяженности деформирующейся насыпи, предшествующего ему участка и последующего по ходу движения воды в канаве.

Расчет выполнен в соответствие с требованиями СТН У-01-95.

4.3 Гидравлический расчет водоотводной канавы с выбором конструкции ее укрепления.

Рисунок 4.17 Поперечный профиль канавы

При проектировании канав должны выполняться следующие основные требования:

1)канавы должны пропускать весь расчетный расход без переполнения. В соответствии с СТН У-01-95 размеры поперечного сечения нагорных канав и кюветов, а также водоотводных канав в пределах нулевых мест и водосбросов следует определять по расходам воды вероятностью превышения 1:100 (1 %) на линиях скоростных и особогрузонапряженных, 1 и 2 категории; 1:33 (3 %) на линиях 3 категории и 1:20 (5 %) на линиях 4 категории, а предельных канав у насыпей и поперечных канав – соответственно 1:25 (4 %), 1:15 (7 %) и 1:10 (10 %). Чтобы канавы не переполнялись, бровка канавы должна возвышаться не менее, чем на 0,2 метра над уровнем воды, соответствующем расходу превышения

2) строительные расходы должны быть минимальными. Для этого при проектировании следует стремиться получить гидравлически наивыгоднейшее сечение канав, при котором пропускается наибольшей расход при заданной площади, а периметр минимальный.

3) эксплуатационные расходы, складываются из затрат на ремонты креплений и прочистку канав, должны быть минимальными. Для этого необходимо добиться выполнения условий:

V ≤ [V] _разм; V ≤ [V] _заил , (4.1)

Где: [V] _разм и [V]_заил – допускаемые скорости воды в канаве по условию размыва и по условию заиливания соответственно.

Гидравлический расчет канав при выполнении указанных условий базируется на основных законах и положениях равномерного движения воды в открытых руслах.

Расход воды, пропускаемой сечением водоотводной канавы, определяется по формуле: Q =W ∙ V (4.2)

Где: W – площадь живого сечения водоотводной канавы, м²;

V – средняя скорость воды, м/с.

Площадь живого сечения водоотводной канавы определяется по формуле:

W = b ∙ h + m ∙ h2, (4.3)

где: b – ширена водоотводной канавы по дну, b =0,6 м;

h – глубина воды в канаве, h=H - 0,2 м;

m – показатель крутизны откосов, m=1,5.

Средняя скорость течения воды определяется по формуле:

, (4.4)

Где: i – уклон дна канавы;

c – коэффициент Шези, м;

R – гидравлический радиус живого сечения канавы, м;

Гидравлический радиус живого сечения канавы определяется по формуле:

R=W/x, (4.5)

Где: x – смоченный периметр канавы, м.

Смоченный периметр канавы определяется по формуле:

x=b + k ∙ h (4.6)

Где: k – коэффициент определенный по формуле:

(4.7)

Коэффициент Шези определяется по формуле:

c =1/n ∙ RY (4.8)

Где: n – коэффициент шероховатости откосов и дна водоотводной канавы;

Y – степень, по экспериментальным данным

/ п ∙ R^Y = 1 / 0,022 ∙ 0,235^0,2225 = 32,95 (м);

(м/с);

Qр = w ∙ v = 0,48 ∙ 2,11 = 1,0128 (м/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 2,11 > 0,9 – не удовлетворяет;

2) Q > Q_доп = 1,0128>0,8 – не удовлетворяет;

Производится укрепление – галька крупная (V_доп = 1,85 м/с; n = 0,027);

c = 1 / 0,027 ∙ 0,2350,246 = 25,93;

(м/с);

Q = 0,48 ∙ 1,667 = 0,80016 (м³/с).

Проверяем условия : 1) V < V_дон = 1,66 < 1,85 – удовлетворяет.

Q > Q_доп = 0,80016 > 0.8 – (расхождение 0,02 %)

Участок 2.

Вид грунта – суглинок;

Длина участка – 210 м

Расход воды: в начале участка Q_н = 0,8 м³/с

в конце участка Q_к = 1,17 м³/с

Отметка земли: в начале участка О_н =30,2

в конце участка О_к = 28,5

Высота канавы: в начале участка H_н =0,6 м;

в конце участка H_к = 0,6 м;

Уклон дна канавы: i_к = 30,2 – 28,5 /210 = 0,008

Допускаемая скорость течения воды: V_доп = 0,9 м/с;

Коэффициент шероховатости откосов и дна канавы: n = 0,022

h_н = H_н – 0.2 = 0.6 – 0.2 = 0.4 (м);

h_к = H_к- 0.2 = 0.6 – 0.2 = 0.4 (м);

W = 0.6 ∙ 0.4 + 1.5 ∙ 0.42 = 0.48 (м2);

x = 0,6 + 3,6 ∙ 0,4 = 2,04 (м);

R = w / x = 0,48 / 2,04 = 0,235 (м);

- при R ≤ 1.04

с = 1 / h ∙ R^Y = 1 / 0,022 ∙ 0,235 0,2225 = 32,934 (м);

(м/с);

Q_р = W ∙ V = 0,48 ∙ 1,44 = 0,69 (м³/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,44 > 0,9 – не удовлетворяет;

2) Q > Q_доп (расхождение 5 %) =0,69< 1,7 – не удовлетворяет.

Расход воды не удовлетворяет условию. Необходимо изменить глубину канавы:

H_к = 0,8 м;

h_к = 0,8 – 0,2 = 0,6 м;

i = 30,2 – 28,2 / 210 = 0,009;

W = 0.6 ∙ 0.6 + 1.5 ∙ 0.62 = 0.9 (м²);

x = 0,6 + 3,6 ∙ 0,6 = 2,76 (м);

R = 0,9 / 2,76 = 0,326 (м);

с = 1 / 0,022 ∙ 0,3260,2225 = 35,422 (м);

(м³/с);

Q = 0,9 ∙ 1,93 = 1,74 (м³/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,93 > 0,9 – не удовлетворяет.

Q > Q_доп – (расхождение 5 %) = 1,74 > 1,7 (расхождение 2,3 %) – удовлетворяет.

Производится укрепление: булыжник крупный (V_доп = 3,35 м/с; n = 0,022);

;

c = 1 / 0,022 ∙ 0,3260,2225 = 35,422;

(м/с);

Q = 0,9 ∙ 1,93 =1,74 (м³/с);

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,93 < 3,35 – удовлетворяет.

Q > Q_доп (расхождение 5 %) = 1,74 > 1,7 (расхождение 2,3 %) - удовлетворяет.

Участок 3.

Вид грунта – суглинок с каменными фракциями;

Длина участка – 190 м

Расход воды: в начале участка Q_н = 1,7 м³/с;

в конце участка Q_к = 2,7 м³/с.

Отметка земли: в начале участка О_н =28,2;

в конце участка О_к = 27.

Высота канавы: в начале участка H_н = 0,8 м;

в конце участка H_к = 0,8 м.

Уклон дна канавы: i_к = 28,2 – 27,0 / 190 = 0,0077

Допускаемая скорость течения воды: V_доп = 0,65 м/с;

Коэффициент шероховатости откосов и дна канавы: n = 0,027

h_н = H_н – 0.2 = 0.8 – 0.2 = 0.6 (м);

h_к = H_к- 0.2 = 0.8 – 0.2 = 0.6 (м);

W = 0.6 ∙ 0.6 + 1.5 ∙ 0.62 = 0.9 (м²);

x = 0,6 + 3,6 ∙ 0,6 = 2,76 (м);

R = W / x = 0,9 / 2,76 = 0,326 (м);

c = 1 / 0,027 ∙ 0,3260,2465 = 28,096 (м);

(м/с);

Q_р = 1,41 ∙ 0,9 = 1,27 (м³/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,41 > 0,65 – не удовлетворяет;

2) Q > Q_доп (расхождение 5 %) = 1,27 > 2,7 – не удовлетворяет;

Расход воды не удовлетворяет условию. Необходимо изменить глубину канавы:

H_к = 0,98 м;

h_к = 0,98 – 0,2 = 0,78 м;

i = 28,2 – 26,8 / 190 = 0,0086;

W = 0.6 ∙ 0.78 + 1.5 ∙ 0.782 = 1,381 (м²);

x = 0,6 + 3,6 ∙ 0,78 = 3,41 (м);

R = 1,381 / 3,41 = 0,405 (м);

;
с = 1 / 0,027 ∙ 0,4050,2465 = 29,64 (м);

(м/с);

Q_р = 1,75 ∙ 1,381 = 2,42 (м3/ с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,75 > 0,65 – не удовлетворяет.

2) Q > Q_доп – (расхождение 5 %) = 2,42 > 2,7 – не удовлетворяет.

Производим укрепление: галька крупная V_доп =1,85 м/с; n = 0,027

с = 1 / 0,027 ∙ 0,4050,2465 = 29,64 (м);

(м/с);

Q_р = 1,75 ∙ 1,381 = 2,42 (м³/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,75 < 1,85 – удовлетворяет.

2) Q > Q_доп – (расхождение 5 %) = 2,42 > 2,7 – не удовлетворяет (расхождение 11,6 %).

Производим укрепление: булыжник мелкий (V_доп = 2,4 м/с; n = 0,024),

;
с = 1 / 0,024 ∙ 0,4050,2324 = 33.772 (м);

(м/с);

Q_р = 1,99 ∙ 1,381 = 2,75 (м³/с).

Проверяем условия: 1) V < V_доп = 1,99 < 2.4 – удовлетворяет.

2) Q > Q_доп – (расхождение 5 %) = 2,75 > 2,7 (расхождение 1.8 %) удовлетворяет.

Характеристики

Список файлов ВКР