Инженерное обустройство территорий

 

Фильтрационный расчет

Фильтрационные расчеты производят с целью:

определение положения депрессионной кривой, установление значений градиентов и скоростей  фильтрационного потока;

определения фильтрационного расхода.

В случае необходимости перечисленные параметры определяют не только в теле плотины, но и в ее основании и берегах – в зоне движения обходного фильтрационного потока.

Для проведения фильтрационных расчетов предварительно необходимо установить расчетный поперечный профиль сооружения, тип и положение дренажного устройства, коэффициенты фильтрации в отдельных элементах тела плотины k т и ее основание.

В большинстве случаев фильтрационные расчеты носят вспомогательный характер и используются при расчетах устойчивости откосов плотины, при расчетах фильтрационной прочности грунтов тела плотины, основания и берегов, а также для обоснования наиболее рациональных размеров конструктивных элементов плотины (упорных призм, противофильтрационных и дренажных устройств). Кроме того, фильтрационные расчеты позволяют установить значения потерь воды из водохранилища на фильтрацию и в случае необходимости наметить те или иные мероприятия для их снижения.

 

4. РАСЧЕТ ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ ОДНОРОДНУЮ  ЗЕМЛЯНУЮ ПЛОТИНУ

Расчет фильтрации через однородную земляную плотину на водонепроницаемом основании без дренажа и при отсутствии воды в НБ.

При отсутствии воды в нижнем бьефе расчетные уровни имеют вид:

 Приравниваем  правые части уравнений находим:

Подставляя выражение S в это уравнение получаем:

Обозначим правую часть через Д получим h=Д.

Тогда получим:

Вводим сокращенное обозначение:

 тогда 

        или   

Обозначаем левую часть    а правую часть

Задаваясь значениями а0, решаем уравнения, добиваясь равенства

Ординату депрессионной кривой определяем по уравнению:

Удельный фильтрационный расход равен:

Таблица 4

Расчет фильтрации

а0	F1	S	D	E	F2
0,5	0,6	32,5	3,86	40,7	156,3
1	1,2	31,3	6,0	72,9	123,9
2	2,4	28,8	10,8	93,8	290,8
2,5	3	27,5	13,7	39,4	236,4
3	3,6	26,3	16,9	24,02	220,98

 

Плотина относится к категории однородных на водонепроницаемом основании. Поскольку специальных требований к дренажному устройству в условии не оговорено, примем в качестве дренажа трубчатое устройство. Согласно трубчатый дренаж следует применять, как правило, на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.

Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных или асбестоцементных труб (перфорированных) с заделанными или незаделанными стыками, с отсыпкой обратным фильтром.

 

5. РАСЧЕТ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ. Земляное сооружение - выемку или насыпь - можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. 

При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов.

Произведем расчет земляных работ по двум плотинам.

Iплотина А-А1

Вертикально:

V1=3,9*9,8*(1/2)=19,1 м2

V2=3,9*1=3,9 м2

V3=3,9*9,5*1/2=18,5 м2

V4=(1\2)*1*2,5=1,3 м2

Всего 42,8 м2

Горизонтально:

V1=(1\2)*1*2,5=1,3 м2

V2=(20+1)/2=10,5 м2

Всего 11,8  м2

Ср.= 27,3

 Объем 27,3 *(45,13+15)=1641,55 м3

IIплотина В-В1

Вертикально:

V1=4,9*1,5*0,5=3,7 м2

V2=7,2*1,5=10,8 м2

V3=4,1*0,5*1,5=3,1 м2

V4=(1\2)*2,5*3,3=4,1 м2

V5=2,5*4*1/2=5 м2

Всего 26,7м2

Горизонтально:

V1=(1\2)*2,5*3,3=4,1 м2

V2=2,5*4*1/2=5 м2

V3=(7,2+16,3)/2*1,5=17,6 м2

Всего 26,73 м2

Ср.= 26,7

 Объем 26,7 *(46,07+18)=1710,7  м3

Сравнивая расчеты по земляным работам получим: что по плотине     А-А1 объём работ меньше, чем по плотине В-В1и равен 1641,55 м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Автомобильная дорога - комплекс инженерных сооружений, предназначенный для обеспечения круглогодичного, круглосуточного, непрерывного, безопасного и удобного движения легковых автомобилей и грузовых автомобилей с расчетными скоростями и интенсивностью, а также с заданными нагрузками и габаритами.

При проектировании автомобильных дорог необходимо учитывать факторы, влияющие на непрерывность, безопасность и удобство движения. К таким факторам в первую очередь относятся природные условия (климат, рельеф, растительность, геология, гидрография).

Сравнивая два варианта дороги по таблице  «Технико-эксплуатационные показатели вариантов трассы» можно сделать вывод, что второй вариант является более экономичным вариантом. Это связано и  с длиной дороги, со скоростью, с которой можно по ней двигаться, количество пересекаемых водотоков, пологость трассы и количество углов меньше.

Грамотно спроектированная плотина должна удовлетворять ряду требований:

·   тело плотины и ее основание должны быть устойчивыми при всех условиях их работы;

·   водосбросные устройства плотины и возвышения ее гребня над самым высоким уровнем воды в верхнем бьефе должны быть рассчитаны так, чтобы ни при каких условиях не происходило перелива воды через гребень плотины;

·   фильтрация воды через тело плотины и ее основание не должна быть значительной и приводить к большим потерям воды из подъемного бьефа, а также вызывать размывание грунта при выходе фильтрационного потока в нижнем бьефе;

·   верховой откос плотины должен быть защищен от разрушения его льдом и волнами, а низовой выпадающими осадками;

·   кроме того, сооружение должно быть экономичным.

Сравнивая объемы работ по обеим плотинам, более экономичной и эффективной является первый вариант А-А1 . Объем работ равен 1641,55 м3, во втором же варианте объем равен 1710,7  м3. Это обусловлено в первую очередь тем, что створ плотины А-А1 находиться в узком месте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги
2. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества
3. СНиП 2.05.05-84. Плотины из грунтовых материалов.  Нормы    проектирования. - Л., 1983. -28 с.
4. Автомобильные дороги: (Примеры проектирования) : учеб. пособие для вузов / О. В. Андреев, В. Ф. Бабков, О. А. Дивочкин ; под ред. В. С. Порожнякова. - М.: Транспорт, 1983. - 303 с
5. В.С. Бойчук. Проектирование сельскохозяйственных дорог и площадок.- 2-е изд., переработанное и доп. – М.: Колос, 1996 - 207с.
6. Волков   И. М.,   Кононенко   П. Ф., Федичкин И. К. Гидротехнические сооружения.- М.:  Колос,  1968. - 464 с.
7. Вощинин А.П., Гришин М. М. и др. Проектирование речных гидроузлов   на не-скальных  основаниях. - М.: Энергия, 1967. - 263с.
8. Гидротехнические    сооружения/Под   ред. Н. П. Розанова.-М.: Стройиздат, 1978.- 647 с.
9. Лавриненко, Л. Л. Изыскания и проектирование автомобильных дорог [Текст]: учеб. / Л. Л. Лавриненко. - М.: Транспорт, 1991. - 296 с.
10. Сильянов, В.В.  Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц: учеб. / В. В. Сильянов, Э. Р. Домке. - 2-е изд., стер. - М.: ИЦ «Академия», 2008. - 352 с
11. Ничипорович А.А. Плотины из местных материалов. - М.: Стройиздат, 1973. - 319 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ