3. Проектирование мероприятий по стабилизации выемки

3.1. Расчет нагорной канавы

Канавы служат для отвода поверхностных вод.

К канавам относят: продольные водоотводные канавы, нагорные канавы, забанкетные канавы, кюветы.

Гидравлический расчет канав

Из задания на курсовой проект имеем следующие исходные данные:

1 2 3

Расход воды, м³/с: 0.29 0.65 0.41

Уклон, ‰: -15 16 17

Длина участка, м: 210 400 520

Участок №1

Определим минимально необходимую площадь живого сечения.

(3.1)

где n=0,033 – коэффициент гидравлической шероховатости, в первом приближении принимаем канаву с грунтовым дном и одернованными откосами;

(3.2)

, (3.3.)

где: k – коэффициент, определяемый по формуле:

(3.4.)

где m = 1,5 – показатель откоса канавы.

Геометрические характеристики канавы:

По ω_min, определим h:

(3.5)

При известном значении h найдем b:

(3.6)

Размеры канавы сравниваем с минимальными.

Принимаем h = 0,6 м, b = 0,6 м.

ω_min=0.6*0.626+1.5*0.626²=0.964м²

Скорость тока воды в канаве:

(3.9)

Тогда расход через сечение канавы:

(3.10)

Полученный расход сравниваем с потребным значением расхода.

Из расчета видно, что канава такого сечения справится с расчетным расходом с большим запасом.

Участок №2

Из расчета видно, что канава такого сечения справится с расчетным расходом с большим запасом.

Участок №3

Из расчета видно, что канава такого сечения справится с расчетным расходом, с большим запасом.

По данным строим продольный профиль канавы.

3.2. Проектирование противопучинных мероприятий.

3.2.1. Проектирование дренажей.

Как правило, дренажи устраивают там, где необходимо предохранить грунт выемки от морозного пучения, когда уровень грунтовых вод находится выше расчетного горизонта промерзания грунта. Либо там, где по каким-либо причинам водоотводная канава не в силах справиться со своими функциями.

Расчет дренажа включает в себя решение следующих задач:

1. Определение эффективности дренажа;

2. Определение глубины заложения дренажа;

3. Определение сроков осушения грунта;

4. Определение уровня воды в дренаже (гидравлический расчет).

1. Определение эффективности дренажа.

Основной характеристикой эффективности дренажа является коэффициент водоотдачи который определяется как:

где n – пористость грунта;

m₀ – объем пор из которых вытечет вода при осушении:

Объем пор из которых вытечет вода при осушении:

где α=0.05±0.1 – количество капиллярно-застрявшей воды;

W₀ – максимальная молекулярная влагоемкость;

γ_в – удельный вес воды;

γ_d – удельный вес скелета грунта:

Удельный вес скелета грунта:

где е – коэффициент пористости, которую определим из соотношения:

Откуда:

Тогда:

Т.к. полученный коэффициент водоотдачи больше чем 0.2, то эффективность применения данного сооружения оправдана.