Напорные дорожные трубы. Условия их работы полным сечением и расчет.
Напорные трубы работают по принципу насадков.
Для работы коротких напорных труб полным сечением необходимо обеспечить ряд условий, при которых образуется вакуум на входном участке. Одно из них – искусственное заполнение водой, например закрытием выходного отверстия трубы на какой-то промежуток времени. При этом будет обеспечена устойчивая работа трубы полным сечением, если уровень воды перед трубой окажется значительно выше верха ее входного сечения. При малом расстоянии образуется вихревая воронка в верхнем бьефе, через которую просачивается воздух. Давление на входном участке трубы уравновешивается с атмосферным, т.е. вакуум исчезает, поток отстает от верха трубы, и она начинает работать неполным сечением. Таким образом, для устойчивой работы короткой напорной трубы полным сечением необходимо, во-первых, заполнение трубы водой в начальной стадии ее работы и, во-вторых, значительный напор.
.
Общие сведения о фильтрации. Ламинарная и турбулентная фильтрация. Законы фильтрации.
Фильтрацией
называется движение жидкости в пористой
среде. Частным случаем фильтрации
является движение грунтовых вод. Движение
грунтовых вод может быть напорным (без
свободной поверхности) и безнапорным
(со свободной поверхностью, называемой
депрессионной). В зависимости от размеров
и формы частиц и, следовательно, пор
грунты обладают различными фильтрационными
свойствами, и движение грунтовых вод в
них может быть ламинарным и турбулентным.
При ламинарном режиме фильтрации потери
напора линейно зависят от скорости, что
выражается формулой Дарси, называемой
законом ламинарной фильтрации: V=kI или
Q=Vw=kwI, где V- скорость фильтрации; k-
коэффициент фильтрации; I- гидравлический
уклон; Q- расход фильтрационного потока;w-
площадь поперечного сечения фильтрационного
потока. При турбулентном режиме фильтрации
в области квадратичного сопротивления,
что практически наблюдается в порах
каменной наброски, потери напора
пропорциональны квадрату скорости
.
Принцип расчета напорных и безнапорных фильтрующих дамб.
Фильтрующие дамбы
из каменной наброски сооружают в качестве
водопропускных сооружений взамен малых
мостов и труб. Фильтрующие дамбы бывают
напорными, если уровень воды перед
дамбой устанавливается выше верха
каменной наброски, и безнапорными, если
уровень верхнего бьефа располагается
ниже верха наброски. Расчет напорных
фильтрующих дамб: 
,
где L –ширина дамбы понизу; i0 - уклон
основания дамбы
При расчете задаются Н и высотой призмы А и тогда по формулам определяют ширину каменной наброски bн или назначают Н и bн и устанавливают высоту призмы А. Расчет безнапорных фильтрующих дамб состоит в построении кривой депрессии для последующего назначения верхней границы каменной наброски по всей ширине дамбы.
Определение притока воды к горизонтальной дрене на водоупоре.
Горизонтальный
дренаж широко применяется для понижения
уровня грунтовых вод в дорожном и
аэродромном строительстве при неглубоком
залегании грунтовых вод и относительно
небольшом требуемом водопонижении.
Может быть открытым и закрытым. Расчет:
Рассмотрим случай расположения дрены
на горизонтальном водоупоре. При
однородном водопроницаемом грунте
имеем плоское, симметричное, плавно
изменяющееся движение грунтовых вод к
дрене. Для построения кривой депрессии
используем зависимость:
,
,
где q – расход на 1 м дрены; 
.
Полный расход дрены: Q=2ql0