Расчет устойчивости и проектирование пойменной насыпи. Построение поперечного профиля насыпи, страница 3

          При проектировании дренажей расчётом определяются следующие величины: глубина их заложения, расход воды (дебит), диаметр дренажной трубы, размеры и количество водоприёмных отверстий, гранулометрический состав дренажного фильтра.

3.1 Определение глубины заложения дренажа

Расчётная схема представлена на рисунке № 4. Из приведённой расчётной схемы видно:

h=z₁₀+e+a_k+f+h_o-b

где     z₁₀-расчётная глубина промерзания нормативной вероятности превышения;

z₁₀=1,5 м;

          е=0,2 м –запас на возможное колебания уровня капиллярных вод и

глубины промерзания;

а_к=0,2 м –высота капиллярного подъёма воды над кривой депрессии;

f=m_o´Y –стрела изгиба кривой депрессии;

m_o=4,4 –расстояние от оси земляного полотна до стенки траншеи;

h_o=0,3 м расстояние от дна дренажа до уровня выклинивания кривой

депрессии;

b –расстояние от верха балластной призмы до уровня бровки земляного

полотна, принимаем b=0,8 м;

Вычисления:

h=1,5+0,2+0,2+4,4´0,04+0,3-0,8=1,576 м

При данной глубине дренажа принимаем ширину траншеи равной 2d.

Отметка дна дренажа равна:

ÑДД=ÑБП-h=70,00-1,576=68,424

Мощность водоносного слоя относительно дна дренажа:

Н=ÑГВ-ÑДД=69,4-68,424=0,976 м

Мощность водоносного слоя от дна дренажа до водоупора:

Т=ÑДД-ÑВодУпора=68,424-60,00=8,424 м

Вывод: Проектируемый дренаж является несовершенным.

3.2 Определение дебита одностороннего несовершенного дренажа

          Суммарный приток воды на 1 м дренажа равен:

Q=2(q_п+q_д)

q_б- боковой расход;

q_д- расход воды дна дренажа;

q_б=КY(H+h_o)/2

q_б=0,03´0,04´(0,976+0,3)/2=0,00007656 м³/час

К=0,03 м/ч коэффициент фильтрации;

q_д=(H-h_o)Kq_r

где     q_r-приведённый расход напорного потока (определяется по графику см [1])

в зависимости от коэффициентов a и b значения которых определяются по

формулам:

Воспользуемся графиком (рис№81 [1]) при значении b=2,57. Из графика следует q_r=0,22.

Тогда вычисляем

q_д=(0,976-0,3)´0,03´0,22=0,0044616

Полный расход:

Q=2(0,00007656+0,0044616)=0,00907632 м³/час

          Расчётный расход воды в низовом сечении дренажа определим по формуле:

Q_р=1,5´q´L

где     1,5 –коэффициент запаса на возможность засорение трубы;

L=460 м длина дренажа как водосбора;

Вычисления:

Q_р=1,5´0,00907632´360=4,9 м³/час=0,001361 м³/с=1,361 л/с.

3.3 Определение диаметра дренажной трубы

          Диаметр дренажной трубы по конструктивным соображениям принимается равным d=0,15 м (для удобства её прочистки).

          Проверку на пропуск принятой трубой найденного дебита произведём с помощью гидравлического расчёта по следующим формулам:

          Пропускная способность трубы:

Q_пр=w´v

          Площадь живого сечения:

w=pd²/4=p´0.15²/4=0.0176 м²

          Скорость движения воды:

i- уклон трубы принимаем равным продольному уклону выемки, i=0.002

Q_р=4,9 м³/час<Q=28,55 м³/ч

          Таким образом пропускная способность запроектированной трубы удовлетворяет расчётному значению.

3.4 Определение размера и количества водоприёмных отверстий

          Диаметр трубы принимается конструктивно, по условиям прочности не менее д=0.15. Принятые размеры проверяются на пропуск найденного дебюта дренажа, находим по следующим формулам.

Для приёма воды в стенках дренажных труб устраиваются круглые или щелевидные отверстия следующих размеров:

Форма отверстий	Размер отверстий
Круглые	(3-4)Д50
Щелевидные	(1,5-2)Д50

где     Д₅₀ –диаметр частиц меньше которых содержится в дренажном сите меньше 50%.

Принимаем круглые отверстия.

Количество отверстий назначаются так, чтобы их суммарная площадь составляла (0,5-1)% от площади поверхности трубы.

3.5 Определение гранулометрического состава дренажных фильтров

          Крупность фракций фильтра назначаются на основе двух коэффициентов, имеющих следующие размеры.

          1)Структурный коэффициент (коэффициент междуслойности):

С=Д₅₀/d₅₀£20

Откуда Д₅₀£20d₅₀

2)Коэффициент неоднородности:

h=Д₆₀/Д₁₀£5

где     Д_n –диаметр частиц меньше которых содержится в фильтре n% по веществу;

d_n –то же в грунте.

          При дальнейшем проектировании дренажа разрабатываются его продольный профиль, а так же конструкция смотровых колодцев и оголовков, принципиальные схемы которых представлены на рисунках ниже.

Список литературы

1  Фришман: «Земляное полотно железных дорог»; Изд.Транспорт, М. 1972.

2  Шахунянц: «Проектирование железнодорожного пути»