Приложение В. Пример расчетов выходных русел с укреплениями из каменной наброски

Приложение В

Пример расчетов выходных русел с укреплениями из каменной наброски

Спиральновитая металлическая гофрированная труба D = 1 м без оголовков (с вертикальным срезом) м, расположена на автомобильной дороге; сток снеговой - аккумуляция не учитывается; расчетный расход в сооружении ; грунты лога - пески со средний диаметром частиц d = 1 мм; уклон лога трубы .

Требуется определить размеры неразмываемого недеформируемого выходного русла, изготавливаемого из однородного камня на щебеночной подготовке.

Решение

I. Определение лимитирующего расхода

Для обеспечения запаса устойчивости укрепления увеличиваем расчетный расход на 30%: и принимаем этот расход для дальнейших расчетов.

II. Определение размеров укреплений

1. Определяем глубину на выходе из трубы . Для этого находим параметр расхода по формуле и по графику на рисунке 5 находим , откуда м.

Определяем скорости на выходе из трубы по формуле (10) .

2. Определяем минимальный диаметр частиц наброски, при котором укрепление будет устойчивым от размыва. Для трубы без оголовка воспользуемся формулой (56):

м.

Принимаем средний размер каменной наброски м.

3. Определяем по формуле (62) толщину слоя наброски, при котором укрепление будет не деформируемым (расчет вначале ведем без учета подсыпки):

.

В нашем случае м; м; d = 0,001 м; м/с; .

Подставим эти значения в формулу, получим:

м.

Примем, что 20% этой глубины составит подготовка из щебня со средней крупностью частиц м и повторим расчет по той же формуле, подставив в нее вместо значение , определяемое по формуле (64):

м.

Тогда имеем:

м.

Принимаем укрепление состоящим из каменной наброски толщиной м и щебеночной подготовки м.

4. Принимаем длину укрепления м.

5. Определять ширину растекания потока в конце укрепления (х = L = 1,5 м) по формуле (13):

.

Предварительно вычисляем эталонный расход и показатель степени z по формуле (15):

;

.

Остальные входящие в формулу (13) значения равны: b = D = 1,0 м; м.

Отсюда имеем м.

6. Назначаем ширину укрепления:

в створе на выходе из оголовка:

м;

в створе конца укрепления:

.

III. Расчеты размыва за укреплениями и определение размеров их концевых частей

1. Определяем глубину размыва в грунте лога за укреплениями по формуле (34):

.

Находим величины, входящие в формулу.

Масштабный коэффициент для трубы D = 1 м: .

По таблице 4 s = 0,6 и r = 1,0.

Показатель степени для недеформируемых укреплений и коэффициент .

Остальные значения определены выше.

Подставив все значения в формулу, получим:

м.

2. Определяем максимальную глубину размыва за время паводка по формуле (26):

м.

Применяем выходное русло типа I. Концевая часть этого укрепления представляет собой часть наброски, уложенную за укреплением с откосом 1:1 и глубиной . Рисберма за укреплением в этом типе выходных русел не устраивается.

3. Определяем ширину воронки размыва в конце укрепления по формуле (54):

.

Предварительно определяем коэффициент K по графику на рисунке 8:

при и K = 0,60,

откуда м.

Ввиду относительно малой длины укрепления L = 1,5 м не устраиваем на концевом участке его полосу длиной 1 м и шириной , а назначаем укрепление прямоугольной формы шириной м и длиной L = 1,5 м.

Конструкция укрепления представлена на рисунке В.1.