Осмотр и измерение элементов земляного полотна

Цель занятия: научиться измерять основные элементы земляного полотна

Оборудование: миллиметровая бумага, калькулятор, макеты поперечных профилей насыпи и выемки

Ход занятия:

1. Измерение основных элементов насыпи (рисунок 2.1)

2. Измерение основных элементов выемки (рисунок 2.2)

 

 

Рисунок 2.1- Поперечный профиль насыпи:

1-основная площадка;

2-сливная призма;

3-бровка земляного полотна;

4-откос земляного полотна;

5-основание насыпи;

6-подошва откоса насыпи;

7-берма;

8-водоотводная канава;

9-резерв.

 

                         Рисунок 2.2 - Поперечный профиль выемки:

1-основная площадка;

2-сливная призма;

3-бровка;

4-кювет;

5-откос земляного полотна;

6-откосная бровка

7-банкет;

8-забанкетнаяы канава;

9-кавальер;

10-нагорная канава.

Выводы:

Показать основные элементы насыпи и выемки, дать им определение.

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Гидравлический расчет водоотводной канавы

Цель: научиться выполнять гидравлический расчет водоотводной канавы в соответствии с заданными исходными данными  

Оборудование: поперечный профиль канавы, таблица «Допускаемые средние скорости течения воды в зависимости от средней глубины потока»

Ход занятия

1. Гидравлический расчет канавы
   Определим расчетную глубину h и продольный уклон i дна трапецеидальной канавы с одинаковой крутизной откосов 1:m = 1:1.5. Канава (рисунок 3.1) состоит из трех участков длиной по 200 м каждый, грунт - мелкий песок. Заданный расход воды на первом участке Q = 2.1м³/c, на втором Q = 2.3м³/c, на третьем Q = 3.4м³/c. Ширина канавы по низу a = 0.6м.

Расчет начинаем с низового (третьего) участка. Примем глубину канавы на этом участке h = 0.9м и уклон дна i = 0.005.

Площадь живого сечения канавы ω = 0.6 ∙ 0.9+1.5=1.76 м².

Смоченный периметр этого сечения р = 0.6+20.9 ∙  ²  = 3.84м.

Гидравлический радиус R = 1.76/3.84=0.46м.

По таблице 3.1 при гидравлическом радиусе R = 0.46м для хорошо уплотненных откосов находим коэффициент С = 38.4.

Скорость течения воды в канаве:

v = 38.4 =1.84м/с,

расчетный расход воды Q =1.76 ∙1.84=3.24 м³/c.

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным составило 4.7%, что допустимо.

Переходим к расчету сечения канавы в начале второго участка. Зададим уклон дна канавы на втором участке i=0.004 и глубину канавы h = 0.8м, сохранив ширину дна a = 0,6м. в этом случае площадь живого сечения канавы ω = 0.6 ∙ 0.8+1.5 ∙ 0.8²  = 1.44 м²

Смоченный периметр этого сечения p = 0.6+2 ∙ 0.8 = 3.48м.

Гидравлический радиус R = 1.44/3.48 = 0.41м.

По таблице 3.1м принимаем С = 38.0.

Скорость течения воды в канаве

v = 38.0 =1.54м/ с,

расчетный расход воды Q = 1.44 ∙ 1.54 = 2.2 м³/с.

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным составило 4.3%, что допустимо.

Переходим к расчету сечения канавы в начале первого участка. Зададим уклон дна канавы на первом участке i = 0.0033 и глубину канавы h = 0.75м, сохранив ширину дна a = 0.6м.

 В этом случае площадь живого сечения канавы

ω = 0.6 ∙ 0.75+1.5 ∙ 0.75² = 1.29 м².

Смоченный периметр этого сечения p = 0.6+2∙0.75 = 3.3м.

Гидравлический радиус R = 1.29/3.3 = 0.39 м.

По таблице 3.1 принимаем c = 37.5.

Скорость течения воды в канаве на первом участке:

v = 37.5 = 1.35м/с,

 расчетный расход воды Q = 1.29 ∙ 1.35 = 1.94 м²/с

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным расходом оказалось больше 5%, поэтому увеличим глубину канавы h до 0.8м. Тогда на первом участке

ω =0.6 ∙ 0.8+1.5 ∙ 0.8²= 1.44 м².

p=0.6+2 ∙ 0.8  =3.48м.

R=1.44/3.48=0.41м. С=38.0 м.

v=38  = 1.40м/с,

Q=1.44 ∙ 1.40=2.02 м³/с.

Расхождение расчетного расхода воды Q=2.1м³/с с заданным расходом Q=2.02м³/с составило менее 5%. Результаты расчета сведены в таблицу 3.2. При правильном проектирование канавы расчетные скорости движения воды по мере приближения к устью канавы должны увеличиваться. В расчете  это требование выполнено  1.40<1.54<1.84.

Вывод: полученные скорости движения воды сравниваем с допускаемыми скоростями при заданном грунте канавы. По таблице 3.2 находим, что допускаемая скорость при глубине канавы 1.0м не превышает 0.45м/с, что намного меньше расчетных скоростей (1.40; 1.54; 1.84). Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов на всем протяжении канав.

Таблица 3.1 - Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Род русла канавы	R =0.05	R =0.10	R=0.20	R =0.30	R =0.40	R =0.50	R =1.00
Очень гладкие стены (цементная штукатурка, строганные доски)	47.7	54.3	60.4	64.3	67.1	69.5	76.9
Гладкие стены (бетон, нестроганые доски, тесовая кладка)	41.0	46.2	52.0	55.7	58.4	60.7	67.8
Мощение булыжником, бутовая грубая кладка, хорошо уплотненные стенки в грунте	23.1	27.3	32.2	35.3	37.8	39.7	46.0
Бутовая кладка, грубое бетонирование	18.6	22.4	26.9	29.9	32.2	34.0	40.0
Земляные стенки, заросшее мощение	13.9	17.3	21.3	24.0	26.0	27.8	33.3

 

 

Таблица 3.2 - Результаты гидравлического расчета канавы

Участок	i	a, м	h, м	ω, м	v,м/с	H = h+0.2
1	0.0033	0.6	0.8	1.44	1.40	1.0
2	0.0040	0.6	0.8	1.44	1.54	1.0
3	0.0050	0.6	0.9	1.76	1.84	1.1

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ занятие № 4