КАФЕДРА ГОРОДСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА И ХОЗЯЙСТВА

Дисциплина

"ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ПОДГОТОВКИ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ"

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Для студентов 4 курса специальности 7.092103 "Городское строительство и хозяйство"

дневной и заочной форм обучения

Объем издания – 34 с.

Алчевск

ДонГТУ

2006

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДАМБ ОБВАЛОВАНИЯ

Пример расчета 1.Определение отметки гребня дамбы.

К Р	= 1 + е-0.4ﾴ	2				= 1.9;
		16
l0 ГЛ = 9 + 19 ﾴ		2.7					-	14					= 59.43 м;
								16
hГЛ	= 0.073 ﾴ1.9 ﾴ16											2		= 0.399		м;
								59.43
lГЛ	= 0.073ﾴ16						2						= 12.73 м.
		59.43

Определяем отношение Н/λ_гл, где

Н – средняя глубина водоема, принятая для нашего примера - 4м из таблицы

исходных данных.

Н/λ_гл = 4/12.73 = 0.33;

В соответствии с этим значением, принимаем по таблице 4, коэффициенты α и β:

α =0.785

β =0.795

Подставляем эти значения α и β в формулы (1.3) и (1.4):

λ= 0.785×12.73 = 9.99м; h= 0.795×0.399 = 0.32м;

Определим высоту наката волны на откос по формуле (1.2):

h_Н = 2 ﾴ1ﾴ ^0.32_2.5 ^{3 9.99}_0.32 = 0.82 м;

Определяем превышение гребня дамбы по формуле (1.1):

Ζ = 0.5+0.82+1=2.32м.

2

Пример расчета 2. Проектирования параметров дамбы обвалования.

1.Определяем ширину верха дамбы по формуле (1.9):

b = 1.65ﾴ 6.32 = 4.2 м;

Высота дамбы – Н_д =2.32+4 = 6.32м.

Коэффициент откоса m =ctgα, где α – угол между откосом и горизонтом.

Рассмотрим ΔАВМ и ΔСND

Ctgα=АМ/ВМ;

2.5 = АМ/6.32; АМ=15.8м; Ctgβ=ND/СD; ND=1.5×6.32=9.5м; AD=15.8+4.2+9.5=29.5м.

Рисунок 1- Схема дамбы обвалования.

3

Пример расчета 3. Фильтрационный расчет.

Дано:Н=4 м; b = 4.2 м; m = 2.5; m1 =1.5; К =2 м в сутки для мелкого песка. Определим вспомогательные величины:

bВ =	2.5			=0.42;	; LВ =0.42×4=1.68 м; L =15.7 м (по схеме);
	2ﾴ2.5	+1

L_Р =15.7+1.68 =17.38 м.

Определим фильтрационный расход на 1 м длины дамбы по формуле (2.1):

q = 2ﾴ(	42	) =0.92	м2 в сутки.
	2ﾴ17.38

Определим толщину дрены по формуле (2.6):

L_ДР = 0.5 ^0.92₂ = 0.23м;

Задаемся значением х и определим величину h_x по формуле (2.5):

h

=

2ﾴ 0.92(15.7 -1+0.23)

= 3.7

м;

X

2

hX =

2ﾴ

0.92(15.7 -5+ 0.23)

= 3.17 м;

2

hX

=

2ﾴ

0.92(15.7 -10 + 0.23)

= 2.3 м;

2

hX

=

2ﾴ

0.92(15.7 -12 + 0.23)

= 1.9 м;

2

hX

=

2 ﾴ

0.92(15.7 -14 + 0.23

= 1.3 м;

2

hX

=

2 ﾴ

0.92(15.7 -15 + 0.23

= 0.95 м;

2

Х

1

5

10

12

14

15

х

3.7

3.15

2.3

1.9

1.3

0.95

h

4

По полученным значениям х и h_x строим кривую депрессии (см. рис.2.а)

Рисунок 2.а –Кривая депрессии.

Конструкция дамбы обвалования

5

Пример расчета 4. Устойчивость откосов дамб.

Определим уклон низового откоса для дамбы высотой НД =6.3 м из песчаного грунта. Объёмный вес грунта γн =1.8 т/м³ ,угол внутреннего трения грунта φ=20⁰ , удельное сцепление С =0.1 т/м² .

Определим значение величины С/γ_н Н_д=1/1.8×6.3=0.088

Рис.3.График для расчета устойчивости земляных дамб.

По графику (рис.3) при С/γнНД=0.088 на кривой φ=20 ⁰ находим угол наклона откоса к горизонту α=55 ⁰ .

Коэффициент откоса m =ctg55 ⁰ =0.7 Принимаем с запасом m=1,0.

Более точно устойчивость откосов однородных и неоднородных дамб рассчитывают по методу круговых поверхностей скольжения.

6

3. Проектирование дамб обвалования

1.Определение отметки гребня дамбы.

1.1. Элементы глубоководной волны определяются по формулам:

h

= 0.073ﾴ K

Р

ﾴW ﾴ

Д

,

ГЛ

l0ГЛ

l = 0.073ﾴW ﾴ

Д

,

ГЛ

l0ГЛ

l0 ГЛ = 9 + 19 е

-

14

W ,

где h_гл – высота волны на глубокой воде, м; λ_гл – длина волны на глубокой воде, м;

λ_0ГЛ – относительная длина волны на глубокой воде; К_Р – коэффициент, учитывающий повышенную

развития волны в начале разгона. Определяется по формуле:

(3.1)

(3.2)

(3.3)

интенсивность

-0.4 ^Д

К_Р = 1+ е ^W , _(3.4)

где Д – длина ветрового разгона, принятая по таблице исходных данных;

W – расчетная скорость ветра, м/сек, измеренная на высоте 10м и принятая по таблице исходных данных.

1.2. Высота волны (h) и длина волны (λ) в заданной точке

определяется по формулам:
h=β×hгл;	(3.5)
λ=α×λгл,	(3.6)

7

где h_гл – высота волны на глубокой воде, м; λ_гл – длина волны на глубокой воде, м;

α, β – коэффициенты, зависящие от отношения Н/λ_гл и определяемые по таблице 3.1.

Н – средняя глубина водоема, м (см. исходные данные).

Таблица 3.1. Значения коэффициентов α и β

Н/λгл	α	β	Н/λгл	α	β
0.01	0.119	0.251	0.26	0.724	0.753
0.02	0.161	0.306	0.28	0.74	0.767
0.03	0.2	0.352	0.3	0.765	0.78
0.04	0.238	0.394	0.35	0.796	0.81
0.05	0.275	0.428	0.4	0.823	0.832
0.06	0.310	0.462	0.45	0.85	0.854
0.07	0.343	0.493	0.5	0.866	0.871
0.08	0.378	0.519	0.6	0.904	0.904
0.09	0.406	0.542	0.65	0.918	0.913
0.1	0.435	0.564	0.7	0.930	0.930
0.12	0.485	0.596	0.75	0.942	0.942
0.14	0.54	0.635	0.8	0.956	0.956
0.16	0.582	0.662	0.85	0.967	0.967
0.18	0.617	0.685	0.9	0.980	0.98
0.2	0.652	0.703	0.95	0.990	0.99
0.22	0.679	0.720	1	1	1
0.24	0.703	0.736	-	-	-

8

1.3. Высота наката волны на откос определяется по формуле:

	h	3		,
h =2к			l
нш					(3.7)
	m1		h

Кш – коэффициент шероховатости, принимаемый в зависимости от типа крепления откоса по таблице 3.2;

Таблица 3.2 Коэффициент шероховатости

Тип крепления откоса	Коэффициент шероховатости
Сплошное непроницаемое покрытие	1
(асфальтобетон)
Бетонное покрытие	0,9
Мостовая (каменная кладка)	0,75-0,8
Наброска:
- из булыжника	0,6-0,65
- из рваного камня	0,55
- из массивов	0,5

m₁- коэффициент верхового откоса, определяется по таблице 3.3.

9

Таблица 3.3. Определение коэффициентов верхового и низового откосов.

Грунт тела	Коэффициенты откоса при расчетной высоте дамбы
дамбы	до 4м			от 4 до 7м		более 7м
	m1		m2	m1	m2	m1		m2
суглинок	2		1,5	2,5	1,75	3		2,25
лесс	2,75		2,25	3,25	2,75	3,75		3
супесь	2,75		2,25	3	2,5	3,25		2,75
песок	2,75		2,25	2,75	2,25	3		2,5
среднезернистый
песок	3		2,5	3,25	2,75	3,5		3
мелкозернистый
1.4. Превышение гребня дамбы над расчетным уровнем воды
определяем по формуле:
			Z = h + hн + а				(3.8)

h- величина ветрового нагона, принимается по таблице исходных данных;

h_н – высота наката расчетной волны на откос, м (см. формулу 3.7);

а - запас в высоте сооружения, измеряемый от отметки наката волны на откос, м. Принимается в зависимости от условий эксплуатации и класса дамбы по табл.3.4

Таблица 3.4 - Возвышение гребня дамбы

Условия		Класс дамбы
эксплуатации
	1	2		3	4
Нормальные	1	0,7		0,5	0,4
Чрезвычайные	0,7	0,5		0,4	0,3

10

1.5. Отметку гребня дамбы Ζ_г определяем по формуле:

Ζг = Ζв + Ζ,

(3.9)

где: Ζ_в – расчетная отметка воды в водоеме, м (см. исходные данные).

11