Страница 10: Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации искусственных сооружений автомобильных дорог на водотоках с наледями (54273)

Данные табл. 1 и 2 вводим последовательно в комплексную программу I СЕ (Лед-I), которая предусматривает расчет промерзания поверхностного слоя воды и грунта, а также расчет осадков. ЭВМ выдает расположенные в ранжированные ряды ординаты аппроксимирующих кривых обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания, которые приводятся в табл. 2 (см. основной текст). На специальной клетчатке строим кривые обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания (см. рис. 2).

Из табл. 2 находим в год обследования наледи (1984), глубина промерзания составляла 1,77 м с эмпирической вероятностью РЭ=0,423. В предыдущий год (1983) сумма жидких осадков за четыре летне-осенних месяца была 237 мм с вероятностью РЭ=0,269.

Находим коэффициент  - отношение вероятности суммы жидких осадков к вероятности глубины промерзания в год изысканий:

По формулам (15) и (16) находим расчетные вероятности суммы жидких осадков и глубины промерзания:

По графику кривых обеспеченности при P(xp) и P(dfp) находим ??xp=306 мм и dfp=2,12 м.

Определяем переходные коэффициенты:

Площадь фильтрационной зоны до постройки моста принимается равной пятикратной длине отверстия моста. При полной длине балок до 18 м, ширине опор 1,0 м и толщине фильтрационного слоя 5,6 м площадь фильтрации после промерзания в естественных условиях будет

Ф=5[4(18-1)3,48]=1183 м2.

Площадь стеснения фильтрационного потока постройкой моста (см. рис. 3, формулу 18 и табл. 2)

??С=nОП(b+2b1)(d-df)+(d'f-df)(l-2b1)nПР=5(1+2??0,264)(5,6-2,12)+(2,42-2,12)(17-20,264)4=

=108 м2.

где d'f=2,4 м - глубина промерзания под мостом.

Коэффициент, учитывающий стеснение,

По формуле (6) определяем прогнозируемый объем наледи

VНР=VНИkxkfkC=1,20??23600??1,29??1,20??1,10=48000 м3.

Средняя расчетная толщина наледи на наледной поляне

м.

Максимальная толщина наледи

ZНР=ZСР Р=1,71??1,45=2,48 м,

где  - коэффициент формы;

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Пример прогнозирования расчетных параметров наледи грунтовых вод на водотоке Б

Водоток находится в первой климатической зоне на расстоянии 4,5 км от реки А, рассмотренной в примере прил. 2.

Долина реки в месте перехода ровная, имеет ширину 360 м, левый склон пологий, немного заболочен, правый крутой. Русло и поймы сложены гравийно-галечниковыми отложениями толщиной 4,90 м, которые подстилают глинистые сланцы. К началу ледостава поверхностной воды в русле не бывает. Сток происходит по аллювию.

Изыскания производились в 1984 г., а обследование наледи и ледомерные съемки в конце апреля 1985 г. Объем наледи составлял 12400 м2, площадь 20900 м2, средняя толщина 0,59 м, максимальная толщина 0,78 м. На водотоке спроектирован трехпролетный мост отверстием 51 м. Опоры на круглых бурообсадных сваях диаметром 0,5 м, погружаемые в грунт на 11 м. Дорога IV категории.

Определение расчетных параметров наледи согласно п. 1.25 СНиП 2.05.03-84 производим с вероятностью превышения 2 %. Водоток находится вблизи реки, рассмотренной в предыдущем примере, поэтому данные о жидких осадках, температуре воздуха и снежном покрове используем из табл. 1 и 2 указанного примера.

Для вычисления за 25 лет глубин промерзания грунта, сумм жидких осадков и ординат кривых обеспеченности используется приведенная в прил. 1 комплексная программа Лед-I, но глубина поверхностной воды принимается равной нулю. С учетом этого вводим в программу данные об осадках, температуре воздуха и толщине снежного покрова, указанные в табл. 1 и 2 прил. 2. ЭВМ выдает расположенные в ранжированные ряды ординаты аппроксимирующих кривых обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания, которые приведены в табл. 1.

На специальной клетчатке строим кривые обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания (рис. 1).

Из табл. 1 в год обследования наледи (1985) глубина промерзания составляла 1,94 м с эмпирической вероятностью РЭ=0,384. В предыдущий год (1984) сумма жидких осадков за четыре летне-осенних месяца была 193 мм с вероятностью РЭ=0,423.

Находим коэффициент  - отношение вероятности суммы жидких осадков к вероятности глубины промерзания в год изысканий:

По формулам (15) и (16) находим расчетные вероятности суммы жидких осадков и глубины промерзания:

По графику кривых обеспеченности при P(xp) и P(dfp) находим: ??xp=292 мм; dfp=2,26 м.

Определяем переходные коэффициенты

Таблица 1

Ординаты аппроксимирующих кривых обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания на водотоке Б

IСЕ1

А, В - КОЭФФИЦИЕНТЫ УРАВНЕНИЯ КРИВОЙ Y=1/(A*X+B) СУМ.

Ж. ОСАД.

Е - ТОЧНОСТЬ - УСРЕДНЕННОЕ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ

А=6.15400Е-03

В=2.56446Е-03

E=5.61809E-04

А, В - КОЭФФИЦИЕНТЫ УРАВНЕНИЯ КРИВОЙ Y=1/(A*X+B) ГЛУБ. ПРОМ.

Е - ТОЧНОСТЬ - УСРЕДНЕННОЕ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ

Рис. 1. Кривые обеспеченности сумм жидких осадков и глубин промерзания на водотоке Б (питание грунтовыми водами)

Площадь фильтрационной зоны до постройки моста принимается равной пятикратной длине отверстия моста. При толщине фильтрационного слоя 4,9 м площадь фильтрации после промерзания в естественных условиях

Ф=5[317(4,90-2,26)]=672 м2.

Площадь стеснения фильтрационного потока постройки моста (см. рис. 3 и табл. 1):

??С=nОП(b-2b1)(d-df)+(d'f-df)(l-2b1)nПР=4(0,5-20,235)(4,90-2,26)+(2,56-2,26)(51-2??0,235)3=

=55,7 м2;

d'f =2,56 - глубина промерзания под мостом.

Коэффициент, учитывающий стеснение,

По формуле (6) определяем прогнозируемый объем наледи

VНР=nVНИkxkfkC=1,2??12400??1,52??1,17??1,08=28580 м3.

Средняя расчетная толщина наледи на наледной поляне

м.

Максимальная толщина наледи

Zmax p=ZСР Р=1,131,32=1,5 м,

где

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Программа I СЕ 2 (Лед-II) расчетов осадков, глубин промерзания и ординат аппроксимирующих кривых обеспеченности при прогнозировании наледей поверхностных вод

II. ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОГРАММЫ I СЕ 2

Программу I СЕ 2 применяют для расчета жидких осадков, глубин промерзания поверхностного потока и ординат аппроксимирующих кривых при прогнозировании наледей поверхностных вод.

Программа I СЕ 2 составлена на алгоритмическом языке БЕЙСИК и выполняется в режиме интерпретации под управлением операционной системы реального времени с разделением функций (РАФОС). Объем оперативной памяти, занимаемой интерпретатором, не более 14 К слов. Минимальная конфигурация, необходимая для работы интерпретатора, это базовый комплект УВК СМ 4 (или микро-ЭВМ «Электроника-60»).

1. Инструкция по заполнению исходных данных

Исходные данные в программу I СЕ 2 заносят двумя способами:

1) путем предварительной организации блока данных n; g0; (lC)j, j=1, ... , 6; (hC)ij, i=1, ... , n; j=1, ... , 6; (tB)ij, i=1, ..., n; j=1, ..., 6; (О0)i, (О1)i, (О2)i, (О3)i, i=1, ..., n; в тексте программы I СЕ 2 занесением данных в виде операторов. В этом случае операторы READ и DATA совместно попользуются для ввода численной информации;

2) путем предварительного изменения (если в этом есть необходимость) правой части операторов LET, которые определяют некоторые физические константы, характеризующие процесс Л, , Lv.

Для организации блока данных занести n и g0 в строку 26. Например, 26 DATA, 25, 1961

(??C)1 в строку 450

(??C)2 в строку 500

(??C)3 в строку 550

(??C)4 в строку 600

(??C)5 в строку 650

(??C)6 в строку 700

Например, 450 DATA, 2031

(hC)i1 i=1, ..., n в строки 460, 465

(hC)i2 i=1, ..., n в строки 510, 615

(hC)i3 i=1, ..., n в строки 560, 565

(hC)i4 i=1, ..., n в строки 610, 615

(hC)i5 i=1, ..., n в отроки 660, 665

(hC)i6 i=1, ..., n в строки 710, 715

Например,

460 DATA 2, 7.67, 4, 7.33, 4.67, 2, .33, 1.33, 3.33, 8.67

465 DATA 1.67, 5, .67, 5, 5.33, 1.67, 7.33, 2.33, 9, .67, 0, 1, .33, 8.33, 8.33

(tВ)i1 i=1, ..., n в строки 490??497

(tВ)i2 i=1, ..., n в строки 540547

(tВ)i3 i=1, ..., n в строки 590597

(tВ)i4 i=1, ..., n в строки 640647

(tВ)i5 i=1, ..., n в строки 690697

(tВ)i6 i=1, ..., n в строки 740747

Например,

490 DATA -11.6, -13,2, -9.8, -14.5, -12.1

495 DATA -10.2, -4.0, -8.8, -9.9, -11.7

496 DATA -6, -5.2, -3.9, -4.4, -3.3, -6, -11.4, -5.4, -8, -8.8

497 DATA -7, -5.7, -7, -2.7, -5.3

2. Расшифровка результатов

Результаты расчета выводятся на печать в виде таблицы:

1 столбец - эмпирические вероятности превышения сумм жидких осадков и глубин промерзания за n лет наблюдений;

2 столбец - суммы жидких осадков по данным гидрометеослужбы за n лет наблюдений;

3 столбец - ординаты аппроксимирующей кривой сумм жидких осадков;

4 столбец - годы наблюдений осадков;

5 столбец - расчетные глубины промерзания поверхностного потока;

6 столбец - ордината аппроксимирующей кривой глубин промерзания поверхностного потока;

7 столбец - годы, для которых вычислялась глубина промерзания.

3. Инструкция оператору

а) Загрузить операционную систему РАФОС.

б) Запустить интерпретатор БЕЙСИК, например, под управлением si - монитора, т. е.

Набрать команду BASIC

Печатается

BASIC/RAFOS V.02

OPTIONAL FUNCTIONS (ALL, NONE, OR INDIVIDUAL)?

Набрать отпет А (ответ А включает все средства расширения функций интерпретатора).

Печатается

READY

в) Предварительно занести в текст программы исходные данные, пользуясь инструкцией по заполнению исходных данных.

г) Запустить программу I СЕ 2:

Если программа I СЕ 2 уже находится в памяти, то набрать команду RUN.

Если программа I СЕ 2 находится на устройстве файловой структуры (диски), то набрать команду RUN STR, где STR - спецификация файла, например набрать команду RUN DX1 : I СЕ 2. BAS.

д) Печатается таблица результатов, описанная в расшифровке результатов.

III. ТЕКСТ ПРОГРАММЫ I СЕ 2 (ЛЕД-II)

4 КЕМ ICE2

5 REM ПРОГРАММА РАСЧЕТА ГЛУБИН ПРОМЕРЗАНИЯ И

6 REM СУММ ЖИДКИХ ОСАДКОВ ЗА N ЛЕТ НАБЛЮДЕНИЙ

7 REM АППРОКСИМАЦИЯ КРИВЫХ ПО МЕТОДУ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ

8 W9=SYS(7,0)

9 OPEN «LP:» FOR OUTPUT AS FILE #1

10 PRINT #1, «ICE2»PRINT #1,

11 DIM L(6), H(30,6), Т1(30,6)

15 DIM F(30), G1(30), F2(30)

16 DIM F5(30,6)

22 DIM O0(30), O1(30), O2(30), O3(30), O(30), G2(30)

23 DIM X(30), Y(30), U(30), V(30), V1 (30)

24 DIM Y1(30), Y2(30)

25 READ N, GO

26 DATA 25, 1961

27 REM

33 Z1=2.22

34 A=23.33

38 Z2=3.07280E+08