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 определяютполучаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавынад расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть неменее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосыканавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупностиделают крутизной 1:1,5.
Фактический расход в канаве определяется по формуле, м3/с
Q = ω⋅ υ , (2.1)
где ω – площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м2;
υ – средняя скорость протекания воды, м/с
Q
= 1,76
1,84
= 3,24 м3/с
Площадь живого сечения канавы определяется по формуле
ω = a ⋅ h + m⋅ h2, (2.2)
ω = a ⋅ h + m⋅ h2 =0.6*0.9+1.5*0.92=1,76 м2
где a – ширина дна канавы, (см. рис. 2.1) ;
h – глубина воды в канаве, м;
m – коэффициент крутизны (заложения откоса);
Смоченный периметр канавы, м
p
= a + 2b = a + 2h
,
(2.3)
p
= 0,6+2*0,9
= 3.84 м
Гидравлический радиус определяют по формуле .
R
=
,
(2.4)
R
=
= 0,46
м
Скорость течения воды в канаве, м/с
υ
= C
,
(2.5)
где С – коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности дна канавы и гидравлического радиуса определяется по таблице 2.1.
С = 38,4
i – уклон дна канавы.
υ
= 38,4
= 1,84 м/с
Таблица 2.1 – Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R
|
Род русла канавы |
Гидравлический радиус | ||||||
|
R = 0,05 |
R = 0,1 |
R = 0,20 |
R = 0,30 |
R = 0,40 |
R = 0,50 |
R = 1,0 | |
|
Мощение булыжником, бутовая грубая клака, хорошо уплотненные стенки в грунте |
23,1 |
27,3 |
32,2 |
35,3 |
37,8 |
39,7 |
46, |
Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1
1:18
0,2 
0,9
H
0,9
0,6
Рисунок 2.1 – Поперечный профиль канавы
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 продольныйуклон 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
|
Грунты канав. Тип укрепления для искуссвенных сооружений |
Глубина воды в канаве | |||
|
h= 0,4 м |
h= 1,0 м |
h= 2,0 м |
h= 3,0 м и более | |
|
Грунты канав | ||||
|
Песок мелкий |
0,2-0,35 |
0,3-0,45 |
0,4-0,55 |
0,4-0,6 |
|
Гравий мелкий |
0,65-0,8 |
0,75-0,85 |
0,8-1,00 |
0,9-1.1 |
|
Искусственные сооружения | ||||
|
Одерновка плашмя |
0,9 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
|
Одерновка «в стенку» |
1,5 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
|
Наброска из камня рамерами 15-20 см |
3,0-3,5 |
3,35-3,8 |
3,75-4,3 |
4,1-4,65 |
|
Наброска из камня рамерами 20-30 см |
3,5-3,85 |
3,8-4,35 |
4,3-4,7 |
4,65-4,9 |
|
Одиночное мощение на слое щебня не менее 10 см при размерах камня 15-25 см |
2,5-3,5 |
3,0-4,0 |
3,5-4,5 |
4,0-5,0 |
|
Бетонные лотки с гладкой поверхностью |
10,0-13,0 |
12,0-16,0 |
13,0-19,0 |
15,0-20,0 |
|
Бетонные откосные плиты |
5,0-6,5 |
6,0-8,0 |
7,9-10,0 |
7,5-12,0 |
|
Гладкие деревянные лотки при течении воды вдоль волокон |
8,0 |
10,0 |
12,0 |
14,0 |