Файл: Самойлов Р.С. Гидравлический расчет переходов через узкие водные преграды учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 0
- 29 -
Поскольку для второго этапа перекрытия величина расхода через проран
определяется формулой (29), откуда следует, что
ГПрwP = 0,9 В |
» |
/ 34 / |
|
|
|
то с учетом этого выражения расчетные |
зависимости (32-33.) для опреде |
|
ления величины перепада и расхода через проран с учетом работы водопропускных сооружений на втором этапе перекрытия преобразуются
к следующему виду
Q
|
2 ^ Г О ,9 В г+ р „£06) » |
/ 3 5 / |
Q = |
о , |
|
1 + MntO& |
/ 36 / |
|
|
|
$ 3 . СКОРОСТЬ ТЕЧЕНИЯ ЬОДЫ В HP0PAHF
Поскольку в процессе пионерного перекрытия наблюдается отрывное
обтекание потоком головных частей дамб, |
то скорость течения воды в |
|||||
проране необходимо |
определять |
с |
учетом бокового сжатия по формуле (17, г) |
|||
|
Г |
= |
- |
I |
f |
, |
|
|
|
£ |
В |
h i |
' |
При пропуске всего руслового расхода через проран, как уже |
||||||
отмечалось, Q = |
W pV^ |
= |
|
|
|
. |
Хяя первого этапа перекрытия средняя ширина прорана определяется
формулой (8). Подставив выражения для расхода и средней ширины прорана
в формулу (17; г)получим |
B p h j i r u ____ |
_ |
_ Г а |
. |
V - |
||||
Uc |
d'h/dpCl- в') |
~ |
i - 8 ' |
|
Таким образом, для первого этапа перекрытия средняя скорость течения воды в сжатом сечении прорана
IГе |
п |
, |
|
- |
' |
/ 37 / |
|
|
i - 0 ' |
для второго этапа стеснения пионерных дамб
1Г _ |
cOplfX m |
|
В * |
- 30 -
Подставив в эту формулу выражение для определения В из формулы
получим = m cSp (I-’ e y - T T
Таким образом, для первого этапа стеснения скорость течения в сжатом
сечении равна |
тГ |
— |
i - в |
, |
|
Uc |
_ |
||
Однако .поскольку |
ддя |
второго этапа стеснения <£= I , а |
0 = 0 , то |
|
при расчете скорости течения воды в проране для любого момента перек рытия может быть использована обобщенная формула (37],т.е,
1Г - |
Уз |
. |
Uc |
i - 0 ' |
/ 37 / |
Для облегчения расчетов по этой формуле целесообразно пользоваться графиком, приведенным на рис. 9.
В том случае, когда предусматривается устройство водопропускных сооружений, расход воды через проран будет изменяться в зависимости от степени стеснения русла и величины образующегося перепада.
Расход воды через проран определяется в этом случае методом подбора. Задаваясь величиной перепада,вычисляют пропускную способность водосбросных'отверстий и по уравнению расходов определяют расход воды через проран. По величине этого расхода уточняют значение перепада.
Принимая уточненое значение перепада, вновь находят величину расхода вода через проран. Далее по формуле (17, г) вычисляется расчетная ско рость течения вода в сжатом сечении прорана.
Так как по мере перекрытия русла реки относительно большая часть расхода будет проходить через водопропускные отверстия, то при опре деленной степени стеснения русла скорость течения в проране будет иметь максимальное значение, которое и нужно установить по резуль татам выполняемого гидравлического расчета.
- 3 1 -
Рис. ff. сТ раф и м д л я о п р е д е л е н и я ск о р о с т и т е г е н а я
Sodbi ё сэк от о*< д еген и и ё з а ё и с и л г о с т и от ст еп ен и с т е с н е н и я р у с л а
- 32 -
S 4 . РДЗМНВ. ТРАНСГОРГИРУШАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОТОКА
По мере увеличения степени стеснения русла скорость течения вода в проране, как было показано ранее, возрастает. При определенном зна чении скорости течения начинается размыв головных частей пионерных дамб и дна реки,если оно сложено размываемыми грунтами.
Скорость течения, при незначительном превышении которой материал насыпи или дно начинают размываться, называется неразмнвающеЯ ско ростью. Для определения неразмывающей скорости рядом авторов предло жены различные полуэмпирические зависимости логарифмического или степенного вида. Так, Ь.Н.Гончаров [4] предлагает определять неразмыва ющую скорость по формуле
|
DTi = 1 ,4 / cjcT |
’ |
/ 38 / |
где cl - |
средний диаметр частиц грунта; |
|
|
Н - |
глубина потока. |
|
|
Для грунтов при среднем диаметре частиц d < 25 мм А.М.Датышенков [ 7]
предлагает пользоваться формулой
|
|
i r . = J ,6 ^ d ( l ) " = 5 d My“ . |
/зэ/ |
||||
|
„ |
| |
<J |
|
U |
рекомендуется пользоваться |
|
|
Для грунтов |
c c t ? 2 5 |
мм при |
|
^ - < 6 0 |
||
формулой Б.И.Студеничннкова [7] |
|
|
|
|
|||
|
|
У I о.м. * п,25 |
|
/ 4 0 / |
|||
|
T/h - t Q H |
|
• |
|
|||
По Г.И.Шамову неразмывающая скорость для каменно-галечного мате |
|||||||
риала |
d ^ Т50 |
мм |
|
|
|
|
|
|
irH = 4 6 d * M |
® . |
|
/ 4 1 / |
|||
Наконец, для каменного и другого |
крупного |
материала |
С.В.Избаш [6] пред |
||||
лагает |
определять минимальную 1/^,п |
и максимальную Vn\a%скорости по фор |
|||||
мулам |
|
|
_________ |
|
|
||
|
t « = 0 |
, |
8 |
6 |
; |
/ 4 2 / |
|
K a r w f f i f ) [ д - |
/ 43 / |
- 33 -
Значение Unin отвечает такой скорооти течения, при которой начи нается первый сдвиг камня, при скорости течения 1/inax каши не в со стоянии противостоять воздействию потока и сносятся вниз по течению.
Для практических расчетов используются ведомственные нормы до
пускаемых скоростей, наиболее распространенными из которых являются нормы Главгидроэнергостроя / СТ-24-4396/ (14] и нормы Министерства путей
сообщения/1952г/ [II] Последние и приведены в табл.1 и 2 настоящего пособия.
Таким образом, в осветленном потоке размыв насыпи будет проис ходить с момента, когда скорость течения воды в проране превысит
предельно допустимую скорость |
для материала данной крупности. |
|
По мере дальнейшего стеснения русла все большее количество мате |
||
риала, отсыпаемого в насыпь, |
будет уноситься вниз по течению. |
|
В этих условиях возникает необходимость в использовании матери |
||
ала большей крупности, что во |
многих случаях |
равносильно изменению |
технологии производства работ |
по устройству |
перехода. Крупность ма |
териала, подаваемого с торца для защиты головы насыпи от размыва или
в целях полного перекрытия русла,определяется подбором по величине допускаемой скорости и средней скорости течения воды при данной степени
стеснения потока.
При перекрытии реки, несущей большое количество наносов, размыв
насыпи происходит вследствие увеличения транспортирующей способности
потока в сжатом сечении [1.2] . |
|
|
||
|
Удельную транспортирующую способность потока / т .е . |
расход вле |
||
комых наносов на единицу ширины потока / принято определять по |
|
|||
формуле И.А.Ярославцева fI'Gj |
|
|
||
|
d - |
g " = 0,000011 |
' 44 |
/ |
где |
средний диаметр частиц, м; |
|
|
|
|
1 Г - |
средняя скорость течения воды на данной вертикали, |
м/сек. |
|
/ 45 /
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1/Zn |
- донная скорость, |
|
при которой |
начинается влечение материала |
|||||||||||||
|
-данной крупности. |
Ориентировочно |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
1Г0&« 5 / < Г |
; |
|
|
|
|
|
|
/ 46 |
/ |
|||
Ч |
• донная |
скорость, |
|
м/сек; |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
5 = ^ |
|
|
|
|
|
|
|
/ 47 |
/ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для перекрываемого участка меженнего русла |
значение |
& |
может, |
|||||||||||||
быть округленно принято |
равным 0 ,7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Подставив выражение д л я к и , |
§” |
и |
IГ |
из |
формул (37,45-47^ в |
|||||||||||
формулу! 44.) получим зависимость транспортирующей |
способности |
потока |
|||||||||||||||
от степени стеснения русла, бытовой |
скорости |
течения и крупности мате |
|||||||||||||||
риала в |
следующем виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
И |
|
I |
- f i d ________ Ifj |
|
Vrf |
7 |
, |
г-г |
|
|
||||||
3 = 2 ' б 1 ,° ( V p T ( i - e ) 3 [ i - . 0 ' |
|
' |
|
|
. |
/ 4 8 / |
|||||||||||
Для облегчения расчетов по определению перекрытия русел рек с уче* |
|||||||||||||||||
том размыва .головы насыпи и дна русла нами разработаны графики тран |
|||||||||||||||||
спортирующей способности потока, представленные |
на р и с.1 0 -1 9 .х / |
||||||||||||||||
|
Размываемый грунт, как уже отмечалось, |
может откладываться в виде », |
|||||||||||||||
косы |
или шлейфа , |
создавая усл’овия для |
последующего замыкания прорана |
||||||||||||||
в том случае, |
если |
мутность потока |
превысит его транспортирующую спо |
||||||||||||||
собность. |
Мутность |
потока вычисляется по формуле |
( Ъ ) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
f |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
3 6 0 0 |
а |
- |
|
|
|
|
|
/ ю |
/ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где |
Р |
- |
мутность потока, |
кг/м3 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ч |
- |
интенсивность |
подачи грунта в |
поток, м3/час; |
|
|
||||||||||
|
J - |
- |
объёмный вес скелета грунта, |
кг/м3 ; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Q, |
- |
расход воды через |
проран, |
м3/ сек. - |
, |
|
|
|
|
|||||||
-х/ В обработке результатов расчетов, выполненных |
Ьо формуле (40)на ЭЦВМ |
||||||||||||||||
" Урал-2", |
принимал участие дипломник капитан Малиновский' В .Г . |
||||||||||||||||
