книги из ГПНТБ / Самойлов Р.С. Гидравлический расчет переходов через узкие водные преграды учебное пособие

_

if™,- r

d =

M

Принимаем

Y

= 2 ,6 т/м3 ;

If =

1 ,0

т/м3 ;

тогда

d =

52 , I

0 ,5 5 m .

I , 4 4 -2 -9 ,8 1 / 2 ,6 -1 /

Минимальную скорость lTmtn , при которой

начинается вынос материала

данной крупности,

вычислим по формуле(42)

rmin=

0.86

=

0 ,8 6

^ 2 - 9 ,8 1 - 1 ,6

^ 0 ,5 5

= 3 ,6

м/сек .

6 .

Степень

стеснения потока,

соответствующую моменту начала выноса

материала

средней

крупности

d = 0 ,5 5

найдем из формулы (3?J, преоб­

разованной

к виду

0 = J - . - P - = I -

- ^ - = 0 ,9 1 7 .

Hmln

3 ,6

7 .

Степень

стеснения потока, до которой возможна отсыпка насыпи

компактного очертания из мелкой гальки,по данным решен™ примера I ,

равна

0

=

0 ,7 8 5 .

Далее, до достижения степени

стеснения 0

= 0 ,9 1 7

отсыпка насыпи компактного профиля может производиться крупногаба­

ритным материалом

d cp = о ,55

м.

При дальнейшем стеснении русла

до

д '

0,94

отсыпаемая насыпь будет

иметь распластанное очертание.

О =

Наконец, окончательная засыпка прорана производится при наличии

заранее заготовленного материала в месте смыкания.

Для подсчета по формуле(j 0 ) объема материалов на закрытие

прорана

вычисляется среднее значение площади поперечного сечения насыпи рас­

пластанного профиля в

пределах

стеснения русла от 0

= 0,917

до

0

■= 0 ,9 6

следующим образом.

8 . Коэффициент, шероховатости русла для узкой водной преграда в рав-

винной местности

принимаем по табл .5

равным П

- о ,040.

-

72

-

= 0 ,4 1 6 *3 ,4 4 + . 3,44.^0, 77 +

I>25

/ 1 ,5 + 1 ,45 / 2 = 12 ,3 2 м2 .

1"

1

1

0 '

J - B '

1Гс=

V 1 '

Iй Т

Z -

N =

h 0=

1 ,

а ,

- п

i

Ж 1

VrLx t

Л г К >

1-9',

; Й к

zw

ТМ НА

м

1И

м2

|И/С»к М^еиНА

м

/лог. и

/лог.м

I

2

3

4

5

6

7

8

9 • ■ ю

I I

0 .9 1 7 0 ,0 8 3

3 ,6

5 ,4 2

0 ,0 7 7

0 ,7 7

4 ,1 6

1 ,0 8 4 0 ,4 1 6

3 ,4 4

1 2 ,3 2

0 ,9 2 0

0 ,0 8 0

3 ,7 5

5 ,6 2

0 ,0 7 4

0 ,8 3 5

4 ,6 8

1 ,1 2 3

0 ,3 7 7

3 ,8 9

1 2 ,3 7

0 ,9 3 0 0 ,0 7 0

4 ,2 8

6 ,4 3

0 ,0 6 4

I . I I

7 ,1 4

1 ,2 8 5 0 ,2 1 5

6 ,2

1 2 ,2 3

0 ,9 3 7 0 ,0 6 3

4 ,7 6

7 ,1 4

0 ,0 5 7

I . 4 I

1 0 ,1

1 ,4 2 8 0 ,0 7 2

9 ,1 4

1 1 ,5 6

По данным граф

1,10 и I I таблицы 7 , строится график зависимости

. В нашем случае без большой ошибки в опреде­

лении объемов достаточно

вычислить

средние значения 2

;

и б?&р ,

- Q c p = I 2 . I

и2 ;

= 5 ,7

■;

еср = 0 ,2 7 м.

21 .

Поскольку высота подпора, образующегося к моменту

смыкания низовых

откосов дамб,

достигает

величины 2Гта=

1 ,4 5 и, то во избежания пере­

лива воды

через гребень насыпи высота

её должна быть не

менее

1 ,5 + 1 ,4 5 + 0 ,1 5 = 3 ,1 и ,

Здесь

минимальная величина запаса Ь ЗЛП в момент перекрытия реки

принята равной

0,15м .

22.

Строится поперечный

профиль насыпи компактного очертания

с Кн = 3,1м

и распластанного профиля, получающегося в результате разноса матери­

ала

при достижении

степени стеснения русла В ^ 0 ,9 1 7 .

- 74

-

В данном случае,

как видно из

ри с.31, длина выноса материала

не выходит за

пределы

профиля насыпи компактного очертания.

Однако полное перекрытие вынуждает устраивать насыпь высотой

3 ,1

м вместо

h H=

2

.0 м, достаточной при устройстве комбинирован­

ного

перехода /см.

пример Т / .

Таблица 8

Расход материалов на устройство перехода

Тип

требу­

площадь

объем, м3

прочие-

емая

попереч-

перехода

высота

НОГО

г г

гальки

крупногабаритного камня

матери­

алы

насыпи,

сечения;

dep = 0 .5 5 м

м

м2

на отсыпдо

заделку

всего

ку насыпи прорана

комбиниро­

2,0

16

293

-

-

293

мостовой

ванный

блок

L-= 12м

сплошная

3 .1

29^ 5/ '''

539

144

41

724

насыпь

/ ^ 2 7 ,5

уТ

__

площадь поперечного сечения насыпи компактного профиля вычислена

по формуле(8 6 )с учетом коэффициента заложения откосов

m = 1 ,5

для гальки и

ГП

= 1 ,2 5

для крупногабаритного материала. В чис­

лителе указано

значение S? при m = I,5 ; в

знаменателе -

при m = 1 ,25

Ширина насыпи поверху принята равной Вд =

5 ,0

м.

Анализ таблицы 8 показывает,

что объем материалов на перекрытие

доела реки сплошной насыпью в 2 ,5

раза превышает объем их на устрой­

ство

комбинированного перехода с

мостовым блоком

L м = 12

м.

шириной

Вр = 9,0

м,

средней глубиной

hd= 0,9 м, со средней скоростью

течения

iTd

= 0 , 2 5

v/ с е к

и уклоном водной поверхности до перекрмтня

3„= 0,001.

Берега

реки сложены крупнозернистым песком.

Вычислить также время существования перехода.

Решение

1 . По табл .1

неразмывающая скорость для крупнозернистого песка при

глубине

h

0, 9 м составляет Vgon = 0 ,5 м/сек.

2 . Степень стеснения

потока в момент

смыкания низовых откосов дамб

по формуле (14) -

B CM= I -

= 1 -

L .5g0ig_ = 0 ,85 .

3 . Средняя ширина прорана в

момент

смыкания по формуле (8 ,а )

Всм = Bp /

I -

0

/

= 9 ,0

/

I - 0 ,8 5 /

= 1,35м .

4 . Относительная скорость течения в проране в момент смыкания.

По графику на рис. 9 для

0 СМ= 0 ,8 5

= 6,67 .

Отсюда' 1£ =

6 ,6 7 iTj

=

6 ,6 7 *0 ,2 5

=

1 ,6 7 м/сек,

так как

= 1 ,6 7

>

on

—0 ,5

W сек , тс для

засыпки прорана

необходимо использовать материал большей крупности.

По табл.1 находим,

что для засыпки прорана может быть использована

крупная галька с Vg°-= 1 .7

м/сек.

Засыпка прорана

длиной Всм = 1 ,3 5 м на этапе

смыкания производится

при заблаговременной

заготовке крупной гальки в

голове насыпи для

5 .

Отношение скоростей

f r * -

° i 5

= 2 ,0 .

6 .

Пографику на р и с.9

для

Ч

0 ,2 5

2 ,0

приведенная степень стеснения русла

0

= 0 ,5 .

-

76 -

7. Приникая по табл-3 значение коэффициента сжатия

£

=

0 ,9 ,

по формуле(8)вычисляем среднюю ширину прорана

В = -| р - / 1 - 0 ' / . М -

/ 1 - 0 , 5 / = 5 м .

£

0 ,9

8 . Длина участка насыпи, отсыпаемого

из песка, определится как

разность

Вр - В =

9 ,0

-

5 ,0

=

4,0 м .

9 . Принимая величину превышения гребня насыпи над уровнем воды

Ь

= 0 ,5

м, ширину насыпи поверху

Вн= 4 ,0 м

и коэффициент заложения

откосов m =

1 ,5 ,вычисляем площадь поперечного сечения

насыпи по

формуле (8б)

S Z

= ( B H+mh„)tl„ =

/ 4 ,0

+

1 ,5 - 1 ,4 /

1 ,4

=

8 ,5 5

м2 .

10 . Окончательно вычисляем объем грунта, необходимого для сплош­

ного перекрытия русла реки.

Объем песка

Wn =

Ф

(В р -

I )

=

8 ,5 5

/ 9 ,0 -

5 ,0

/

=

3 4 ,2 м3 .

Объем гальки, отсыпаемой постепенно

до момента смыкания низовых

откосов naM6,V/r,= л? (В

-

Бсм) = ь ,5 5 / 5 -

1 ,3 5

/

=

31,4 м3 .

Объем гальки, накапливаемой в

голове

насыпи для быстрой

засыпки

прорана ,

\/г"= $

Всы = 8 ,5 5 -1 ,3 5

=

1 1 ,5 м3 .

Общий расход материалов на перекрытие русла

VV'=VVn+ Wr,*VV'r"=

3 4 ,2

+

31,4 + 11,5 =

77,1

и3 .

11.

Проверяем достаточность

высоты

насыпи по величине

подпора

в момент смыкания.

Обобщенная гидравлическая характеристика для

П

= 0 ,0 4 0 ;

h i= 0 ,9

м и Вр =

9 ,0

м по графину на ри с.6

Ж

=

1 ,2 .

А =

Приведенный коэффициент расхода по графику на рис.З для

1 ,2

и 9СМ= 0 ,6 5

frf„f = 0 , I 5 .

Величина

перепада по формуле(57)

"Ui

0 ,2 5 2

2

= 0 ,1 4 1

м;

2 :9 ,8 1 -0 ,1 5 '

h jH h - Z =

0 ,5

- 0,141

= 0 ,3 5 9 м >

0 .

Перелива воды через

насыпь за

счет

образования подпора не произойдет.

O .T T ih *

=

5

+ 0 ,9 /

2..,~ /

0

+

0 12. /1-

=

1280

сек =

2 1 ,3 шш?

4 - 0 ,и 0 Г 0 ,2 5 - 0 ,9

4-

-

(?, - i- hi f

_

= / 0 t 5

+ 0 ,9 /3

- /

0

+ 0|9 /3

_

2480

сек =

4 1 ,4 ши|

4 ‘0 ,0 0 1 - 0 ,2 5 '0 ,9 *

4; -

=

2 1 , 3

=

Cil ,4

мин .

2.s

2

2

Решение

1 . Вычисляем отношение - к - =

0 >- = 1 ,8 > 1 ,3 .

d

0 ,5