пример курсового
.pdfS -требуемое понижение уровня грунтовых вод, м; |
|
k -коэффициент фильтрации, определяемый по |
таблице 1.2(для |
среднезернистого песка k=10 м/сутки) |
|
ρ -интенсивность выпадения атмосферных осадков , определяемый по таблице1. 2( для среднезернистого песка ρ =0.01м/сутки).
L = 2(4.03 − 2.25) |
|
10 |
|
= 112.58 |
|
0.01 |
|||||
|
|
|
Удельный расход (приток на 1 м. длины дрены) будет
равен:
q=ρ×L=0,01×112,58=1,126 м3/сутки.
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
дрена |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Коллектор |
|
|
Коллекто |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1-го |
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
сечения |
|
|
2-го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
112.58 |
|
|
112.58 |
|
112.58 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
112.58 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500
Рис.3.2 Схема дрен на плане.
21
Поскольку в данном расчете предполагается, что с обеих сторон на 1 м длины дрены-осушителя поступает вода из примыкающей к ней территории
ириной полосы 112,58 × 2 = 112,58 , то при длине дрены, определенной по
2
плану, и равной Lд= 400 м , расход в дрене составит:
Q=1.126×400= 450.4 м3/сутки
Расходы в магистральных коллекторах составят:
в I сечении |
Q1=Q×n =450,4×3=1351,2 м3/сутки, |
во II сечении |
Q2=Q×m=450,4×5=2252 м3/сутки |
где n- количество дрен, примыкающих к коллектору I сечения
(для данного примера n=3)
m- количество дрен, примыкающих к коллектору II сечения. (для данного примера m=5).
Дальнейший расчет систематического дренажа ведем проверочным методом т.е. предварительно задаемся минимальными диаметрами труб и значениями уклона дренажа, а затем расчетом проверяем приемлимость принятых предложений.
Для первого приближения принимаем значение диаметров труб и уклонов:
для дрен-осушителей коллектора I cечения коллектора II cечения
d=100 мм, |
i=0.005; |
d=200 мм, |
i=0.003; |
d=300 мм, |
i=0.002. |
22
Коэффициент шероховатости для керамических или асбоцементных труб принимаем равным γ = 0,014 .
Определяем расчетную скорость воды при полном заполнении труб по формуле Шези:
В дренах-осушителях :
Vд = |
68.09 |
× |
|
= 0.761м / секунду |
при С = |
|
70 |
|
|
= 68.09 |
|
0.1× 0.005 |
|
|
|||||||||
|
|
|
0.14 |
|
|||||||
2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1+ 2 |
× |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
100 |
|
В коллекторе I cечения :
Vд = |
68.63 |
× |
|
|
|
= 0.841м / секунду |
|
С = |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
= 68.63 |
|||||
|
0.2× 0.003 |
при |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0.14 |
|
|
|
||||||||||||
2 |
|
+ 2× |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
||||||||||
В коллекторе II cечения : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
V 2 = |
|
68.9 |
× |
|
= 0.844м / секунду |
|
С = |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
= 68.9 |
||||||
|
0.3× 0.002 |
при |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
0.14 |
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ 2× |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
Найденные скорости не выходят за пределы допустимых (0,15÷1,2) м/сек. По формуле (1.14) определяем пропускную способность труб
5 1
Qn=33696×C×d 2 I 2 , м3/ сутки
для трубы дрены с d=100мм, уклоном i=0.005 и с=68,09
.
Qnд = 33696×68.09×0.15 ×0.005= 512,67м3 /сутки
23
Таким же образом определяем пропускную способность труб коллектора:
Qn1= 33696×68.63×0.25 ×0.003= 2266м3 /сутки
Qn2 = 33696×68.9×0.35 ×0.002 = 5119м3 /сутки
где 86400коэффициент перевода с м3/сек в м3/сутки
(прим.86400*0,39=33696)
Из соотношения Q/Qn по графику, изображенному на рис.(1.4)
для дрен-осушителей : |
Q/Qn=450,4/512,67=0,88; |
η=1,12 |
коллектора I cечения : |
Q/Qn=1351/2266=0,6; |
η=1,06 |
коллектора II cечения : |
Q/Qn=2252/5119=0,49 |
η=0,94 |
Зная коэффициент изменения скорости η, находим скорости при неполном заполнении труб В дренах:
V1д=0,761×1,12=0,852 м/секунду;
В коллекторе I cечения :
V1=0,841×1,06=0,891 м/секунду;
В коллекторе II cечения :
V2=0,844×0,94=0,793 м/секунду.
Скорости, полученные при полном заполнении труб также не выходят за пределы допустимых(0,15÷1,2) м/сек Находим максимальную глубину заполнения дрен водой умножением
принятых величин диаметров дрен на соотношение расходов h=d×(Q/Qn),
24
hд=100×0,88=88 мм;
h1=200×0,6=120 мм;
h2=300×0,44=132 мм.
Сравнив результаты расчета с принятыми предварительно параметрами делаем вывод о правильности их выбора.
25
4.Пример расчета горизонтального систематического дренажа несовершенного типа.
Дана площадка размерами 500x400 м. Назначение – жилое здание с подвалом. Грунты – пески среднезернистые.
Необходимо запроектировать горизонтальный систематический дренаж несовершенного типа. Геологическое строение участка и уровни грунтовых вод приведены в таблице 4.1
Таблица4.1
№ |
Глубина |
Глубина |
|
Толщина слоя грунта, м |
|
|||
сква |
скважин |
появления воды |
Растите |
|
|
|
|
|
жин |
ы м |
от поверхности |
льный |
|
суглино |
песок |
|
глина |
ы |
|
земли, м |
слой |
|
к |
|
|
|
1-а |
7.12 |
0.65 |
0.15 |
|
0.20 |
6.52 |
|
0.25 |
1-г |
7.59 |
0.55 |
0.18 |
|
0.30 |
6.91 |
|
0.20 |
1-ж |
7.62 |
0.80 |
0.25 |
|
0.25 |
6.87 |
|
0.25 |
1-к |
7.92 |
1.35 |
0.15 |
|
0.40 |
7.10 |
|
0.30 |
3-а |
7.02 |
0.25 |
0.10 |
|
0.10 |
6.57 |
|
0.25 |
3-г |
8.07 |
1.45 |
1.10 |
|
0.30 |
7.43 |
|
0.24 |
3-ж |
8.32 |
1.34 |
0.05 |
|
0.65 |
7.30 |
|
0.32 |
3-к |
8.82 |
0.86 |
1.10 |
|
0.70 |
8.67 |
|
0.35 |
5-а |
8.53 |
1.17 |
0.12 |
|
0.30 |
7.93 |
|
0.18 |
5-г |
9.42 |
0.81 |
0.28 |
|
0.10 |
8.80 |
|
0.15 |
5-ж |
9.21 |
1.01 |
0.14 |
|
0.15 |
8.79 |
|
0.13 |
5-к |
9.25 |
0.66 |
0.12 |
|
0.10 |
8.81 |
|
0.22 |
7-а |
8.40 |
0.30 |
0.13 |
|
0.05 |
8.09 |
|
0.13 |
7-г |
8.35 |
0.62 |
0.12 |
|
0.40 |
7.71 |
|
0.12 |
7-ж |
8.35 |
0.63 |
0.15 |
|
0.15 |
7.91 |
|
0.14 |
7-к |
9.04 |
1.24 |
0.10 |
|
0.20 |
5.58 |
|
0.16 |
9-а |
8.22 |
0.55 |
0.15 |
|
0.25 |
7.64 |
|
0.18 |
9-г |
8.23 |
045 |
0.12 |
|
0.23 |
7.53 |
|
0.35 |
9-ж |
7.80 |
0.35 |
0.22 |
|
0.10 |
7.33 |
|
0.15 |
9-к |
8.70 |
0.60 |
0.25 |
|
0.30 |
7.06 |
|
0.10 |
26
Для проектирования систематического дренажа несовершенного типа строим план участка дренирования, выполненный на основе сети квадратов со сторонами 50×50 м.
Вершины квадратов – устья скважин занивелированы .
По отметкам верха пласта глины строим изогипсы поверхности водоупора рис 4.1.
(а) |
(б) |
(в) |
(г) |
(д) |
(е) |
(ж) |
(з) |
(и) |
(к) |
|
(л) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
158.80 |
|
|
158.60 |
|
|
158.30 |
|
|
159.25 |
|
151.43 |
|
|
151.21 |
|
|
150.93 |
153.00 |
|
151.60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
158.05 |
|
|
158.86 |
|
|
158.60 |
|
|
158.64 |
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
151.28 |
|
|
151.03 |
|
|
150.60 |
|
|
151.17 |
|
153.00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
153.00 |
|
|
159.22 |
|
|
159.80 |
|
|
159.18 |
|
|
158.87 |
(5) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
150.87 |
|
|
150.53 |
|
|
150.10 |
|
|
149.84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6) |
159.68 |
|
|
159.32 |
|
|
158.63 |
|
|
159.14 |
(7) |
151.41 |
|
|
151.09 |
|
|
150.42 |
|
|
150.26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9) |
159.67 |
|
|
159.21 |
|
|
158.47 |
|
|
159.11 |
|
151.63 |
|
|
151.33 |
|
|
150.82 |
|
|
150.51 |
Рис. 4.1 План площадки в изогибсах.
По формуле ( 1.1) определим понижение уровня грунтовых вод:
27
S = hнорм - hводы + 0.5 ,
Где hнорм – нормативная минимальная глубина залегания уровня грунтовых вод. Для нашего примера(жилой микрорайон , здание с подвалом принимаем по таблице 1.1 hнорм = 2 м);
hводы – минимальная глубина появления воды от поверхности
земли, определяемая по таблице исходных данных.
S=2-0.25+0.5=2.25(м),
Среднюю мощность водоносного горизонта H , определяемая по формулам 1.2 и 1.3 в соответствии с таблицей 4.1 ( для данного примера получаем H = 7.03 м).
Рис. 4.2. Расчетная схема несовершенного горизонтального систематического дренажа.
Принимаем расстояние между дренами и водоупором Т=3м(рис4.1)
Далее по формуле (2.3) определяем величину h1(рис4.1):
28
h1=H-T-S=7.03-3-2.25=1.78 (м )
Приток грунтовых вод к дрене рассчитывают с учетом притока из зоны, расположенной выше глубины заложения дренажа, и зоны, расположенной ниже заложения дренажа (рис.4.1), тоесть:
q=q1+q2
приток на 1 м. дрены составит:
q = K |
h2 |
+ 2K |
h |
×T × m |
|
|
1 |
1 |
, |
||||
2R |
R × n |
|||||
|
|
|
|
где K -коэффициент фильтрации, м/сутки ,определяется по таблицe 1.2 , в
соответствии с заданными грунтами (для среднезернистого песка k=10 м/сутки
R- радиус влияния дренажа, определяемый по формуле(2.2)
R = tghα1 = 10..7802 = 89
где tgα-тангенс угла наклона депрессионной кривой (табл.1.2)
Так как линии токов длиннее величины R, то для получения среднего значения длин токов применяется коэффициент n=f(R/T) табл.2.1
n=f(89/3)=f(30)
Принимаем по таблице 2.1 n=1.15
В связи с тем, что линии токов охватывают не всю площадь грунта под дренами, вводим поправочный коэффициент m=0.75.
приток на 1 м. дрены составит:
q = 10× |
1.782 |
+ 2×10× |
1.78 |
× 3× 0.75 = 0.958 (м3/сутки) |
|
2 ×89 |
89×1.15 |
||||
|
|
|
29
Определяем по формуле (2.4) коэффициент инфильтрации ρ , принимаемый по максимальному значению.
ρ =10×0.022 ×(1+ 2× |
0.75 |
|
×3) |
= 0.0127 |
1.15×1.78 |
|
Расстояние между дренами несовершенного типа (формула 2.3) будет равно:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L = |
2 K × |
h2 |
+ 2× |
K × m |
×T × h = 2 |
10×1.782 |
+ 2 |
10×0.75 |
×3 |
×1.78 = 179(м) |
||||
1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
д |
|
|
ρ |
|
ρ × n |
1 |
|
0.0127 |
|
0.0127×1.15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При длине дрены, определенной по плану, расход в дрене |
по формуле |
|||||||||||||
(2.5) |
составит: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q=q×Lд= 0.958×400=384 (м3/сутки)
|
|
1 |
2 |
|
Дрена 2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
Коллектор |
Коллектор 2-го |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
1-го сечения |
сечения |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
71 |
179 |
179 |
71 |
500
Рис.4.3 Схема дрен на плане.
30