Методические рекомендации по гидравлическому расчету металлических гофрированных труб

17. Определяем расходы потока, протекающего по откосу подсыпки в каждом из створов Q₂ = Q - Q₁, а также глубины и скорости течения на откосе по формулам (59) и (60).

Затем сравниваем полученные скорости с допускаемыми для камня по формуле (61) и устанавливаем устойчивость его. Расчет ведем в табличной форме (табл. 5) для тех же сечений, что и в п. 12, принимая установленную ранее крупность камня на откосе d_н = 0,35 м.

Таблица 5

Номер участка

Расстояние от конца подсыпки, м

Q₂ = Q - Q₁, м³/с

h_отк, м, по формуле (59)

w_отк = В_фh_отк

V_отк, м/с, по формуле (60)

V_{доп(отк)} м/с, по формуле (61)

Подошва откоса

0

3,0

0,081

0,8

3,75

4,0

1

2,37

2,0

0,061

0,6

3,32

4,0

2

4,74

1,0

0,04

0,4

2,5

4,0

3

7,1

0

0

0

0

4,0

Анализ результатов расчета показывает, что устойчивость камня d_н = 0,35 м на откосе обеспечена.

18. Назначаем у подошвы укрепление из каменной наброски, размеры которого определяем в соответствии с рекомендациями, изложенными в гл. 3 (тип укрепления см. на рис. 17).

а) Назначаем длину укрепления из наброски у подошвы откоса Z¢ = 1,5D = 1,5 ´ 1,5 = 2,25 м.

б) Определяем расчетную длину укрепления, которая складывается из ширины бермы Z_d, длины откоса подсыпки  и длины укрепления у подошвы откоса Z¢:

Z_d = 3 +  + 2,25 = 35,85 м.

в) Определяем предельную глубину размыва в грунте лога по формуле (24).

Предварительно находим величины, входящие в эту формулу:

d_м = 0,82 (по табл. 4 настоящих Методических рекомендаций);

Q_к = 1,6 D^5/2 = 1,6×1,5^5/2 = 4,42 м³/с;

Y = 0,6;

b = b_р = 1,5 м;

d = 0,50 мм = 0,0005 м;

Dh_пр = 0,82×0,6×1,5 = 1,51 м.

г) Определяем максимальную глубину размыва

Dh_max = 0,6Dh_пр = 0,6×1,51 = 0,91 м.

д) Определяем коэффициенты М и N в уравнении (30):

М = Dh_пр = 1,51 = 0,19;

N = 0,0715Dh²_max = 0,0715×0,91² = 0,06.

е) Составляем уравнение

h³_ук - 0,19h²_ук - 0,06 = 0.

Решая его подбором, находим h_ук = 0,46 м.

Так как укрепление из каменной наброски должно быть трехслойным, а диаметр камня верхнего слоя d_п = 35 см, то назначаем его состоящим из трех слоев: верхний слой d_н равен 35 см, а остальные два по 20 см. Общая толщина укрепления в концевой части составляет

h_ук = 0,20 ´ 2 + 0,35 = 0,75 см.

ж) Определяем ширину воронки размыва по формуле (33). Предварительно находим коэффициент К по графику (рис. 18).

При  =  = 0,61 и  =  = 3,5 К = 0,40. Тогда B_min = ×0,91 = 8,2 м.

з) Определяем ширину воронки размыва у подошвы по формуле (63)

B_min = B¢_min + 2 Dh_max = 8,2 + 2×0,91 » 10 м > В_раст = 9,4 м.

Принимаем ширину укрепления В = 10 м.

В конце укрепления устраиваем каменную рисберму треугольной формы глубиной 75 см с откосами: верховым 1:2 и низовым 1:1,5.

Для дополнительной гарантии от выноса мелких частиц и из-под основания насыпи устраиваем у ее подошвы обратный фильтр на высоту 0,5 м.

Основные размеры выходного русла заданной трубы, полученные в результате расчета, приведены на рис. 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 1

1. Общие положения. 1

2. Определение пропускной способности труб. 2

«длинные» и «короткие» трубы. Учет влияния нижнего бьефа. 2

Режимы протекания потока. 5

Безнапорные и полунапорные трубы.. 11

Напорные и частично-напорные трубы.. 12

Глубины и скорости потока на выходе из труб. 18

Особенности расчета многоочковых и многоярусных труб. 19

3. Расчет нижнего бьефа труб в равнинных условиях. 22

Типы выходных русел. 22

Выходные русла с укреплениями из каменной наброски. 22

Выходные русла с укреплениями из каменной наброски и бетонных блоков. 25

4. Особенности расчета размыва и назначения размера укреплений за косогорными трубами. 28

Основные положения. 28

Укладка труб с уклоном лога при укреплениях из крупных бетонных блоков. 30

Отвод воды по укрепленному откосу насыпи и берме. 31

Отвод воды на берму и откос насыпи, отсыпанной из камня. 34

Сброс потока в лотки, уложенные на откосе насыпи. 41

Приложение Примеры расчетов. 45