2 В прикладі необхідно вирішити такі питання.
3 Визначаємо середній діаметр частинок наносів, що складають русло. Підрахунок зводимо в таблицю К.2.
Таблиця К.2 - Механічний склад наносів
|
|
<10 |
10-20 |
20-40 |
40-80 |
80-160 |
>160 |
|
|
30 |
16 |
12 |
15 |
22 |
5 |
|
|
5 |
15 |
30 |
60 |
120 |
160 |
|
|
150 |
240 |
360 |
900 |
2640 |
800 |
Визначаємо середній діаметр суміші за формулою (17)
4 Нерозмивна швидкість для частинок середньої крупності буде від 1,8 до 2,2 м/c;
приймаємо .
5 Середню глибину потоку визначаємо за формулою
.
Приймаючи і задані величини і , маємо
;
6 Середня розрахункова швидкість
.
7 Питома витрата потоку буде
на 1 пог.м.
8 Стійка ширина рукава ,
де коефіцієнт , що залежить від форми русла, приймається за даними таблиці 2.
9 Витрата стійкості рукава, , при розрахункових значеннях питомої витрати і стійкої ширини рукава буде
;
звідси кількість рукавів
.
приймаємо N = 2, что підтверджується топографією русла.
10 Ймовірний кут звалу потоку до берега, , визначаємо за формулою
,
звідси , округлюючи, приймаємо .
11 Довжина шпори повинна бути
;
згідно з формулою (59) . Приймаємо .
12 План і розріз шпори представлені на рисунку К.2. Відстань між шпорами буде
.
13 Глибину очікуваного місцевого розмивання біля голови шпори визначимо за формулою (53)
.
Коефіцієнт розмивання , якщо і кут атаки , знаходимо за таблицею 3 .
14 Кількість шпор для захисту берега при довжині фронту і відстані між шпорами буде
шпор.
15 Ширину шпор зверху приймаємо рівною 4,0 м з урахуванням проекту будівельних механізмів і автотранспорту. Закладення укосів шпори: мокрого ; сухого .
16 Довжину першої шпори приймаємо
.
Відстань між першою і другою шпорами .
17 Обсяг земляних робіт буде близько 4000 .
18 Товщину бетонного облицювання шпор визначимо за формулою
.
19 Об'єм гравійної підготовки под облицюванням для однієї шпори на площі 1034х0,2=206,8. Об'єм бетонного облицювання однієї шпори становитиме 1034х0,20=206,8 .
Визначення глибини розмивання біля поперечної шпори
Конструкція шпори зображена на рисунку К.2.
1 В умовах гірського річкового русла з уклоном , витратою і приймемо довжину поперечної шпори . Робоча довжина шпори, що сприймає удар потоку, буде
.
2 Шпору розміщуємо відносно напрямку потоку під кутом (рисунок К.1). Тоді кут атакування шпори потоком буде .
3 Закладання напірного укосу шпори . Розглянемо випадок, коли котлован, відкритий для заглиблення облицювання напірного укосу, не засипається витягнутим грунтом. З метою запобігання підмиванню облицювання швидкості течії на дні воронки розмиву повинні бути такими, щоб вимивалися тільки найдрібніші фракції грунту, наприклад, фракції . За цих умов швидкість на дні воронки не повинна перевищувати при.
4 Розрахунок провадимо за формулою (54). Маємо и .
Рішення здійснюємо підбором, задаючись відношенням (55); підставивши значення величин, одержимо
.
Визначимо значення периметра розтікання за графіком (рисунок 19) при , потім обчислюємо за формулою (53): . За формулою (54) обчислюємо
Підрахунки провадимо в табличній формі.
Таблиця К.3 - Значення
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
3,0 |
1,82 |
0,480 |
1,645 |
1,955 |
2,60 |
2,96 |
3,50 |
|
3,5 |
2,32 |
0,611 |
1,845 |
1,580 |
2,39 |
2,90 |
3,42 |
|
4,0 |
2,82 |
0,743 |
2,040 |
1,710 |
2,27 |
2,90 |
3,42 |
|
2,0 |
0,82 |
0,216 |
1,265 |
1,193 |
3,17 |
3,10 |
3,66 |
Таким чином, допускаючи вимивання фракцій (що при даному гранулометричному складі відповідає 40% фракцій за вагою), одержимо, що низ кріплення повинен бути заглиблений відносно поверхні води на глибину .
Без врахування розтікання (при ) глибина воронки розмивання буде м, так як
.
5 Визначимо далі глибину воронки розмивання біля головы шпори і за формулою (58'), враховуючи при цьому зменшення розмивання при сприятливому підході потоку до пологості укосу.
Виходячи з ширини русла стійкого рукава и рівності глибин, одержимо ступінь стиснення потоку як відношення , або 17:37,5=0,46.
Коефіцієнт розмивання при такому стисненні й при за таблицею 3 становить С=3,09. Коефіцієнт зменшення розмивання із заданим кутом підходу потоку за таблицею 5 становить . Коефіцієнт зменшення розмивання внаслідок пологості укосу при за таблицею 6 дорівнює . Таким чином, глибина розмивання за формулою
(58')
становитиме , що менше глибини , підрахованої за формулою (54).
6 Величина підпору у споруди визначається формулою
,
- швидкість течії на підході, м/c;
- коефіцієнт опору конструкції, що визначається за таблицею К.4.
В таблиці К.4 дається величина коефіцієнта опору залежно від міри стиснення потоку, зайнятого конструкцією, тобто від відношення ,
де - площа перерізу потоку, зайнята конструкцією;
- площа живого перерізу в побутових умовах.
Таблиця К.4 - Коефіцієнти сопротивления конструкций, , в зависимости от меры
початкового стиснення живого перерізу потоку
|
|
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,80 |
0,90 |
|
Для одного пальового ряду (грат) через всю ширину лотка при нерозмивному руслі |
0,40 |
1,00 |
1,60 |
2,50 |
4,00 |
7,00 |
13,4 |
40,0 |
- |
|
те саме при розмивному дні |
0,16 |
0,33 |
0,54 |
0,78 |
1,11 |
1,65 |
2,50 |
3,90 |
- |
|
Для пальових гратчастих шпор в розмивному руслі, в перший момент після установки і з віднесенням опору: до всього потоку |
- |
0,71 |
1,04 |
1,21 |
1,56 |
2,19 |
4,11 |
8,00 |
- |
|
до потоку на ширині шпори |
- |
0,90 |
1,20 |
1,60 |
1,90 |
4,50 |
11,0 |
21,2 |
- |
|
Через 60 хвилин після початку досліду: по всьому потоку по ширині шпори |
- - |
0,32 0,42 |
0,60 0,85 |
0,80 1,20 |
0,97 1,45 |
1,101,65 |
1,221,75 |
1,35 1,86 |
- - |
|
Для глухих шпор з вертикальним укосом в лотку з розмивним дном (на початку досліду): до всього потоку |
0,70 |
1,00 |
1,60 |
2,52 |
4,00 |
5,90 |
8,15 |
- |
- |
|
до потоку на ширині шпори |
1,30 |
1,95 |
2,70 |
3,80 |
5,17 |
6,80 |
8,60 |
- |
- |
|
Те саме, через 60 хвилин після початку досліду: до всього потоку |
0,60 |
0,88 |
1,16 |
1,52 |
2,02 |
3,55 |
6,25 |
- |
- |
|
до потоку на ширині шпори |
1,05 |
1,40 |
1,70 |
2,11 |
2,56 |
4,03 |
6,65 |
- |
- |
Додаток Л
(рекомендований)
Проектування дамб обвалування
1 Дамби обвалування розміщують вздовж берегів річок або озер і влаштовують для захисту від затоплення цінних заплавних сільськогосподарських угідь, доріг, населених пунктів, для зменшення затоплюваної площі при утворенні водосховищ.
2 Дамби обвалування залежно від сільськогосподарського використання захищених земель можуть бути затоплювані й незатоплювані, замкнені та незамкнені.
3 Для зменшення площі затоплення у випадку прориву поздовжньої дамби влаштовують поперечні вали-траверси, які мають водоскидні пристрої.
4 Визначення розмірів поперечного перерізу профилю дамби.
Вихідні дані: паводкова витрата 1%-ної забезпеченості =480 м3/с, уклон вільної поверхні потоку I = 0,0006; n1 =0,03; для заплави n2 = 0,05; ширина річки по урізу при середньомеженній витраті В0 =25м; розміри поперечного перерізу русла наведені на рисунку Л.1; тіло дамби зводиться із зв'язного грунту.
Висота дамби обвалування визначається найвищим рівнем паводка і додатковим його підняттям на величину Z при обвалуванні внаслідок стиснення заплави. Величину Z визначають гідравлічним розрахунком.
На річках з блукаючим руслом відстань між дамбами обвалування В' повинно бути не менше ширини річки і смуги заплави, в межах якої вона блукає.
За формулою С.Т. Алтуніна
B'=(1+k)×B0
де: k - коефіцієнт рівний 1, 4, тоді
В' = (1+1,4)× 25 = 60м.
Враховуючи можливе збільшення швидкості течії в звуженому руслі порівняно з побутовим на 25%, Z знаходиться за формулою
звідки
(Л.1)
Швидкості на заплавних ділянках
,
.
Швидкість у руслі
;
Коефіцієнти Шезі С визначені за формулою Маннінга
,
с, с,
с.
За формулою (Л.1) визначаємо підвищення рівня води у звуженому руслі
м.
Висота дамб визначається за формулою
,
де - запас у висоті гребеня, визначається за рекомендаціями
С.Т. Алтуніна залежністю
де - висота вітрового нагону;
с - висота вітрової хвилі;
а - величина запасу над хвилею, приймається звичайно рівною 0,5м.
Величиною при невеликій довжині розгону хвилі L звичайно нехтують.
Висота хвилі с визначається за формулою В.Г. Андреянова
м.
Де W- швидкість вітру над водною поверхнею, м/с.
Тоді
