2 Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Расчет глубины водоотводных канав

Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяют получаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавы над расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть не менее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосы канавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупности делают крутизной 1:1,5.

Фактический расход в канаве определяется по формуле, м³/с:

,

где ω – площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, ;

υ – средняя скорость протекания воды, м/с

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

,

где a – ширина дна канавы, (см. рис. 2.1) м;

h – глубина воды в канаве, м;

m – коэффициент крутизны (заложения откоса);

Смоченный периметр канавы, м

.

Гидравлический радиус определяют по формуле , м

.

Скорость течения воды в канаве, м/с

,

где С – коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности дна канавы и гидравлического радиуса определяется по таблице 2.1.

i – уклон дна канавы.

Таблица 2.1

Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Поперечный профиль канавы:

В курсовом проекте необходимо определить расчетную глубину канавы, продольный уклон дна канавы и выбрать при необходимости способ укрепления дна и откосов канавы. Тип грунта канавы в курсовом проекте для четных вариантов – гравий мелкий, для нечетных – песок мелкий.

Данная задача решается методом подбора. В начале задают глубину канавы h и уклон дна канавы i, определяют площадь «живого сечения» канавы ω, вычисляют смоченный периметр p и подсчитывают гидравлический радиус R. Затем вычисляют расчетный расход воды Q , который сравнивается с заданным расходом Qзад. Если разница между этими значениями не превышает 5 %, то глубина канавы и продольный уклон выбраны удачно. Если Q > Qзад, то необходимо уменьшить размеры канавы, если Q < Qзад, то необходимо увеличить размеры канавы и провести расчет вновь.

Полученную скорость движения воды необходимо сравнить с допускаемой скоростью для заданного грунта канавы по таблице 2.2. В случае превышения расчетной скорости движения потока с допускаемой необходимо выбрать меры по укреплению откосов.

Таблица 2.2

Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Примем глубину канавы h=0,8м, ширину канавы по низу a=0,8м и уклон дна i=0,003.

Площадь «живого сечения» канавы составит: .

Смоченный периметр этого сечения .

Гидравлический радиус

По таблице 2.1 определяю коэффициент С=37,8.

Скорость течения воды в канаве

Расчетный расход воды

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным составило 0,4 %, что является допустимым.

По таблице 2.2 находим, что допускаемая скорость при глубине канавы 1,0 м не превышает 0,45 м/с, что меньше расчетной скорости. Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов. Согласно таблице 2.2 канаву можно укрепить бетонными плитами или укрепить дно канавы щебнем, а откосы – одерновкой.