Материал: 2034
6.1.6.4. Однолинейный дренаж, дрена расположена выше водоупора (рис. 6.8, б, II)
Питание дрены происходит грунтовым потоком без пополнения
С |
|
|
|
|
|
|
инфильтрацией. Приток воды, поступающий в дрену с одной сторо- |
||||||
ны, определяется как |
|
|
|
|
|
|
|
q |
k h1 |
, |
(6.36) |
||
|
ln |
L |
|
|
||
бина r
где α – угол в рад анах, при лиженно равный α =π/2 + h1/L; h1 – глупогружен я тру ы дрены (до центра трубы) в водоносный слой
и h1=h, м. |
бА |
|
Расход воды, поступающей в дрену длиной l, определяется по |
||
формуле (6.35). |
|
|
При двустороннем притоке воды в дрену величина расхода уд- |
||
ваивается. |
|
|
Уравнение кривой депрессии дрены |
|
|
|
у= q (lnx lnr) . |
(6.37) |
|
a k |
|
|
Д |
|
Уравнение (6.37) позволяет находить ординаты кривой депрессии у и величину понижения уровня грунтовых вод S = Н – у на любом удалении х в пределах действия дрены.
6.1.6.5. Гидравлический расчет глубинного дренажа
Гидравлический расчет глубинного дренажаИзаключается в проверке наполнения труб и скоростей течения воды по (6.13) и (6.14). Скорость течения воды в дренаже должна быть в пределах 0,15–1,0 м/с, рекомендуемая глубина наполнения не более 0,5d.
6.2.Расчет на прочность элементов водостоков
Кэлементам конструкций осушительной сети, рассчитываемым на прочность, относятся трубы, основания под трубами и колодцы (смотровые, тальвежные и дождеприемные).
86
Цель расчета – подобрать сечение, гарантирующее конструкцию от разрушения.
Элементы конструкций рассчитывают по методу предельных состояний. При этом расчет сводится к удовлетворению условия
С |
|
|
6.2.1. Расчет труб, уложенных в грунте |
|
|
Расчетный зг |
момент Мрасч (в кНм/пог.м) |
в стенках |
трубы определяют по формуле [6]: |
|
|
ающий |
|
|
Мрасч = |
0,318 (Рк + Q) ·rср, |
(6.39) |
|
N |
|
бА |
|
|
Мрасч < Мпр, |
(6.38) |
где Мрасч – расчетный изгибающий момент в сечении конструкции; Мрасч – предельная несущая способность (момент) сечения конструкции.
где Рк – нагрузка от колес самолета, кН/пог.м над трубой; Q – нагрузка от веса грунта над тру ой, кН/пог.м; rср =(Dвн + h)/2 – средний радиус трубы, м; Dвн – внутренний диаметр трубы, м; h – толщина стен-
ки трубы, м; N – коэффициент опирания, равный при укладке трубы нормальной (когда дну траншеи придается вогнутая форма с углом охвата трубы 90°) – 1,50; на бетонные или железобетонные осно-
вания – 2,50; на плоское дно – 1,12.
Нагрузку от засыпки Q над трубой определяют на основе стати- |
|
ки предельного равновесия сыпучейДсреды по формуле |
|
Q = kT · γ ·H ·BT, |
(6.40) |
|
И |
где γ – объемная масса грунта, кН/м3; Н – высота засыпки грунта над верхом трубы, м; BT – расчетная ширина траншеи на уровне верха трубы, м; kT – коэффициент вертикального давления грунта в траншее, значение которого определяется по формуле
87
|
|
|
fA |
H |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
B |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
ВТ 1 e |
T |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
kТ |
|
|
|
|
, |
(6.41) |
|
|
2H A |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где е =2,718 – основан е натурального логарифма; ВТ – расчетная ши- |
|||||||
рина траншеи на уровне верха трубы, м (принимается с учетом пере- тренияходной ш ны Вп); А = ξ f – коэффициент, зависящий от коэффициента трен матер ала засыпки о стенки траншеи f и угла внутреннего грунта засыпки φ, ξ = tg2 (45– φ/2 ) – отношение бокового дав-
ления грунта к вызывающему его вертикальному давлению.
трубой |
|
|
|
|
|
|
|||||
Значен я расчетных параметров можно принять осредненными |
|||||||||||
и составляющ ми для: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- песка – у=16 кН/м3; φ =25°; f =0,50; |
|
|
|
|
|||||||
- супеси – у=17 кН/м3; φ =27°; f =0,40; |
|
|
|
|
|||||||
- сугл нка – у=18 кН/м3; φ =28°; f =0,35; |
|
|
|
|
|||||||
|
А |
|
|
|
|||||||
- глины – у =20 кН/м3; φ =30°; f =0,30. |
|
|
|
|
|||||||
Высоту засыпки грунта над |
Н принимают при расчетах в |
||||||||||
соответствии с заглу лением труб на основании продольных профи- |
|||||||||||
лей водоотводных линий. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ширина траншеи на уровне верха труб ВТ |
зависит от диаметра |
||||||||||
труб, глубины траншеи и вида грунта (табл. 6.4). |
|
Таблица 6.4 |
|||||||||
|
Значения ширины траншеи ВТ |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Внут- |
Ширина траншеи на уровне верха трубы ВТ, м, при различ- |
|||||||||
|
ренний |
|
|
ной высоте засыпки над трубой Н, м |
|
|
|||||
Тип труб |
диаметр |
|
|
Д |
|
|
|||||
|
0,75 |
1,0 |
|
|
2,5 |
3,0 |
|
||||
|
|
|
1,5 |
|
2,0 |
|
|||||
|
труб, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бетонные и |
400 |
|
0,78 |
0,87 |
|
1,05 |
|
1,14 |
1,23 |
1,30 |
|
железобетон- |
500 |
|
0,90 |
0,98 |
|
1,20 |
|
1,32 |
1,41 |
1,49 |
|
ные |
600 |
|
1,00 |
1,08 |
|
1,26 |
|
1,45 |
1,55 |
1,64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|||
|
700 |
|
1,12 |
1,20 |
|
1,37 |
1,60 1,72 1,80 |
||||
|
800 |
|
1,22 |
1,29 |
|
1,46 |
|
1,67 |
1,85 |
1,90 |
|
|
900 |
|
1,33 |
1,42 |
|
1,57 |
|
1,77 |
2,00 |
2,00 |
|
|
1000 |
|
1,43 |
1,51 |
|
1,68 |
|
1,85 |
2,05 |
2,10 |
|
|
1100 |
|
1,54 |
1,62 |
|
1,80 |
|
1,95 |
2,16 |
2,20 |
|
|
1200 |
|
1,67 |
1,76 |
|
1,92 |
|
2,08 |
2,26 |
2,30 |
|
88
Если ширина траншеи, взятая по табл. 6.4, оказывается меньше переходной ширины (ВТ < ВП), то за расчетную ширину следует принимать табличную величину ВТ. Если же ширина траншеи, взятая по табл. 6.4, превышает переходную ширину (ВТ > ВП), то в качестве расчетной следует принимать переходную – ВП.
Значение переходной ширины ВП устанавливают в зависимости от размера наружного диаметра трубы DH, высоты засыпки Н и величин Ф ξ f по табл. 6.5 (интерполяцией).
Значен я параметра Ф (см. табл. 6.5) устанавливают в зависимо-
сти от грунта траншеи: |
|
С |
|
- при скал стом ли ином неподатливом грунте (изверженные |
|
породы, кр сталл ческие сланцы, песчаники, известняки, мергели, |
|
глинистые сланцы, песок, гравий, |
) –Ф=1,0; |
- при жестком грунте (глу инные твердые глины, плотная лед- |
|
|
морена) – Ф=0,7; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
никовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- при податл вом грунте (элювиальные, делювиальные и элюви- |
|||||||||||
альные гл ны |
сугл нки, лёсс, растительные грунты, глина осыпей, |
||||||||||
свежевыветренная глина, искусственно отсыпанные грунты) – Ф=0,3. |
|||||||||||
- |
если под тру ы сооружается бетонное основание, |
то незави- |
|||||||||
|
щебень |
|
|
|
|
|
|
||||
симо от грунта можно принимать Ф = 1,0. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Значения расчетных параметров |
|
Таблица 6.5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
А |
|
|
|
|
|
||||
H/DH |
|
|
|
|
ВП /DH |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф=0,3 |
|
|
Ф=0,7 |
|
|
|
Ф=1,0 |
|
|
|
ξ f |
ξ f |
ξ f |
ξ f |
ξ f |
ξ f |
ξ f |
|
ξ f |
ξ f |
|
|
=0,130 |
=0,165 |
=0,192 |
=0,130 |
=0,165 |
=0,192 |
=0,130 |
|
=0,165 |
=0,192 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||
0,5 |
1.08 |
1,20 |
1,30 |
1,08 |
1,23 1,30 1,08 |
1,20 |
1,30 |
|
|||
1,0 |
1,21 |
1,35 |
1,46 |
1,21 |
1,35 |
1,46 |
1,91 |
|
1,35 |
1,46 |
|
1,5 |
1,39 |
1,54 |
1,66 |
1,39 |
1,54 |
1,66 |
1,39 |
|
1,54 |
1,66 |
|
2,0 |
1,48 |
1,65 |
1,78 |
1,53 |
1,70 |
1,84 |
1,53 |
|
1,70 |
1,84 |
|
3,0 |
1,64 |
1,82 |
1,97 |
1,80 |
2,00 |
2,16 |
1,87 |
|
2,08 |
2,24 |
|
4,0 |
1,76 |
1,95 |
2,10 |
1,98 |
2,20 |
2,38 |
2,07 |
|
2,30 |
2,48 |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||
5,0 |
1,87 |
2,08 |
2,24 |
2,12 |
2,35 |
2,54 |
2,23 |
2,48 |
2,68 |
|
|
6,0 |
1,98 |
2,20 |
2,38 |
2,23 |
2,48 |
2,68 |
2,36 |
2,62 |
2,84 |
|
|
7,0 |
2,09 |
2,32 |
2,50 |
2,34 |
2,60 |
2,81 |
2,49 |
2,77 |
2,90 |
|
|
8,0 |
2,18 |
2,42 |
2,62 |
2,44 |
2,72 |
2,94 |
2,59 |
2,88 |
3,13 |
|
|
9,0 |
2,27 |
2,52 |
2,72 |
2,55 |
2,83 |
3,06 |
2,70 |
3,00 |
3,24 |
|
|
10,0 |
2,36 |
2,62 |
2,83 |
2,63 |
2,92 |
3,15 |
2,83 |
3,14 |
3,39 |
|
|
89
Для определения нагрузки от колес самолета РК пользуются формулой для определения вертикальных напряжений в любой точке массива от сосредоточенной силы, приложенной на поверхности однородного упругого полупространства (формула Буссинеска)
|
|
|
P |
|
|
3 |
|
r |
2 2,5 |
(6.42) |
||||
|
z |
k |
|
|
; |
k |
|
1 |
|
|
|
, |
||
|
z |
2 |
2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z – расстояние от |
|
где σz – верт кальное напряжение в грунте, кН/м2; |
||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности грунта до точки, в которой определяется вертикальное |
||||||||||||||
напряжен е, м; Р – вел чина сосредоточенной силы, приложенной на |
||||||||||||||
поверхности грунта, кН; r – горизонтальная проекция расстояния от точки, в которой определяется вертикальное напряжение, до точки приложен я с лы, м; k – езразмерный коэффициент.
Нагрузку, пр ходящуюся на колесо, считают равномерно рас-
пределенной по |
|
прямоугольного отпечатка пневматической |
||
площади |
|
|||
шины с отношен ем сторон /с=1/2, где |
|
|||
a = |
F |
; F – площадь отпечатка, м2. |
||
2 |
||||
|
|
на ряд отдельных площа- |
||
Прямоугольныйразбиваютотпечаток |
||||
док, в центре которых прикладывают сосредоточенные силы. Значе- |
||||
ния σz определяют от этих сосредоточенных сил в ряде точек и для |
||||||||||
определения нагрузки от колеса самолета РК применяют метод сум- |
||||||||||
мирования. |
А |
|
|
|
||||||
Предельный изгибающий момент сечения стенки труб Мпр опре- |
||||||||||
деляется по формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для бетонных труб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bh2 |
|
|
|
|
|
|
Мпр = m·Rp · |
Д, |
(6.43) |
|||||||
|
|
|
|
3,5 |
Иx |
|||||
для железобетонных труб |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
x |
|
||||||
|
Мпр = m· ma· Ra · Fa · h |
|
|
m |
R |
b x h |
|
. |
(6.44) |
|
|
2 |
|
||||||||
|
0 |
|
|
u |
0 |
2 |
|
|||
Положение нейтральной оси при этом находится из условия |
||||||||||
|
ma· Ra · Fa = Ru ·b· x, |
|
|
|
|
(6.45) |
||||
90