3 Расчет скорости потока

К расчету скорости потока нужно отнестись особенно внимательно, так как ее величина окажет влияние на результаты большей части последующих расчетов в курсовом проекте. Расчеты предлагается выполнять в три этапа:

1) Расчет средней высоты насыпи (она потребуется на втором этапе при расчете периода развертывания земляных работ).

2. Расчет минимальной скорости потока, исхода из условия заверше­ния строительства в установленные сроки.

3. Определение расчетной скорости потока, то есть скорости, которую могут обеспечить имеющиеся средства механизации.

3.1 Расчет средней высоты насыпи

Ниже, на рисунке 2 представлена конструкция поперечного профиля земляного полотна и дорожкой одежды при бескорытном поперечном профиле дорожной одежды.

Рис.2. Поперечный профиль земляного полотна и дорожной одежды при бескорытном поперечном профиле дорожной одежды

1 - дорожная одежда; 2 - присыпные обочины; 3 - тело насыпи; 4 - объем возмеще­ния срезанного растительного слоя

При сооружении земляного полотна необходимо отсыпать объем, обозначенный на рис.1 номерами 3 и 4, то есть, условно говоря, объем 3 + 4.

Площадь поперечного сечения отсыпаемой части насыпи можно найти по формуле:

F= , м², (12)

Где - профильный объем линейных земляных работ, м³;

- длина участков линейных земляных работ объемом , м.

По формуле (12) находим

F= = 19,91 м²

Обратите внимание на то, что берется профильный объем земляных работ, так как нас интересует геометрический объем насыпи, независимо от того, сколько фактически в нее отсыпано грунта.

Величина 18 000 получена следующим образом:

20 000 - (400 + 500 + 500) - (200 + 100 + 300) = 18 000 пог.м,

где 20 000 – общая длина строящегося участка (см. пункт 4 задания), пог.м;

400 + 500 + 500 - сумма протяженности участков сосредоточенных земляных работ, пог. м;

200+100 + 300 - сумма протяженности участков выемок (см. пункт 13 задания), пог. м.

С допустимой погрешностью насыпь можно считать в поперечном сечении трапецией, высота которой и есть средняя высота отсыпаемой час­ти насыпи.

Рис.3 Схема к расчету H_ср

Путем несложных математических исследований рис.3 можно вы­вести формулу для расчета H_ср:

H_ср = , м (13)

Поскольку

ΔВ= m ΔH, м, (14)

то

В₂=В₁+2m ΔH, м (15)

Исходя из технической категории

В₁= 12 м

ΔH принимаем равной суммарной толщине дорожной одежды, то есть

ΔH= 0,06 + 0,17 + 0,18 + 0,20 = 0,61 м

Коэффициент заложения откоса принимается по типовым проектам (в данном случае m = 4).

Тогда по формуле (15):

B₂= 12 + 2 4 0,61 = 16,88 м

По формуле (13):

H_ср = , м

H_ср = = 0,96 м

B₃ = 16,88 + 2 4 0,96 = 24,56 м

Для проверки достоверности результата подставим его в формулу

F_тр= H_ср, м², (16)

Где F_тр – площадь поперечного сечения трапеции (см рис. 2), м².

F_тр= 0,96 = 19,89 м²

Сравнивая результаты расчетов по формулам (12) и (16), приходим к выводу, что погрешность составляет:

19,91 – 19,89 = 0,02 м²,

что вполне допустимо и объясняется округлениями при выполнении рас­четов. Проведение расчетов с точностью до 8 - 9 знаков после запятой под­тверждает этот вывод.

Если по заданию поперечный профиль дорожной одежды корытный, то обочины досыпаются сразу, в процессе сооружения земляного полотна, и расчет H_ср, производится по-иному.

H_ср = , м, (17)

где B – проектная ширина земляного полотна, м;

m – коэффициент заложения откоса;

b – ширина корыта, м;

h – толщина дорожной одежды, м;

b₀ – ширина обочины за вычетом ширины укрепительной полосы, м;

h₀ – толщина укрепления обочины, м.

Проверка же правильности расчета производится по формуле

F = mH_ср² + B H_ср – b h - 2 b₀ h₀, м² (18)