1.1.8. Проектирование и расчет канав

После занятия необходимо знать: Продольный уклон дна канав.

После занятия необходимо уметь: Производить расчет канав, решать задачи по проектированию канав.

План

1. Виды уклонов.

2. Принцип расчета.

3. Задачи, примеры.

1. Виды уклонов.

У выемок проектируют и специально рассчитывают в основном на горные канавы, у насыпей – продольные водоотводные канавы.

Проектирование канав заключается в определении бассейна и расчетного расхода воды, плана продольного профиля, размеров поперечного сечения и выборе укрепления дна и откосов, если расчетные скорости оказываются выше допускаемых для грунта.

Продольный уклон дна канав на каждом участке должен быть не менее уклона поверхности земли на данном участке.

Продольный уклон канав во избежание заливания должен быть не менее 3%0. На болотах, речных поймах и в других затруднительных случаях канавы, проектируют с продольным уклоном 2%0 и только в исключительных случаях допускается уклон 1%0

Уклоны 3%0 и более применяют, если скорости течения воды при таких уклонах не превышает допускаемых для грунта, в котором проложена канава. В противном случае дно и откосы канав укрепляют.

Вся площадь, с которой вода стекает в данную канаву, называется ее бассейном.

Откосы канав делают в глинистых грунтах, суглинках и супесях, и песках крупных и средних, как правило 1:1,5 в песках мелких и пылеватых, илистых грунтах 1:2, в щебенистых и скальных грунтах 1:1 и круче.

2. Принцип расчета.

Гидравлический расчет канав производится с использованием зависимости фактического расхода воды в канаве Q, от площади живого (занятого водой) сечения канавы ω, и средней скорости протекании воды ν.

Q ,

, где

а – ширина дна канавы,

h – глубина воды в канаве,

m – коэффициент крутизны откоса,

Р – смоченный периметр канавы.

3. Задачи, примеры.

• Заданы расход воды и продольный уклон дна канавы. Требуется определить размеры поперечного сечения канавы и при необходимости выбрать способ укрепления дна и откосов.

• Заданы расход воды, продольный уклон дна канавы, допускаемая скорость воды в канаве. Необходимо определить размеры поперечного сечения канавы.

• Заданы расход воды и ширина канавы по дну. Требуется определить расчетную глубину канавы, продольный уклон дна и при необходимости выбрать способ укрепления дна и откосов канавы.

Последняя задача решается методом подбора. Вначале задаются глубиной канавы h и уклоном I определяют площадь живого сечения канавы , вычисляют смоченный периметр .

Затем подсчитывают гидравлический радиус:

.

Скорость течения воды в канаве:

, где

- коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности дна канавы и гидравлического радиуса,

- продольный уклон дна канавы.

В том случае, когда смоченного периметра характеризуется коэффициентом шероховатости , а другая часть смоченного периметра – коэффициентом , находят приведенный коэффициент:

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принцип расчета проектирования канав

2. Какую крутизну используют для откосов канав

3. Какую формулу используют для определения периметра канав.