Исследование русловых деформаций в створе мостового перехода
Цель работы:
1. Выявить особенности, которые связаны с сооружением в русле мостового перехода;
2. Выявить связь русловых деформаций с изменением скоростного режима потока;
3. Проанализировать движение наносов на участках верхнего и нижнего бьефов и в створе мостового перехода.
Порядок выполнения работы:
Лабораторную работу мы начинаем с измерения ширины B и глубины H в 1-ои створе, ширины b1 между опорами и береговым устоем b2. Одновременно снимаем показания термометра и барометра.
Перед началом работы заслонку вентилятора полностью закрываем. Далее включаем вентилятор и постепенно плавно приоткрываем заслонку до момента начала первых подвижек песка непосредственно у мостовой опоры или у берегового устоя. Заслонку фиксируем в этом положении, и с наклонной трубки ММН снимаем отсчеты в контрольных точках 1-го створа. Глубина опускания трубки полного напора – 0,6H.
Эти измерения и последующие расчеты преследуют цель – найти величину средней скорости потока в контрольном створе, при достижении которой у опор мостового перехода (или у берегового устоя) начинаются первые подвижки песка. Такая скорость называется неразмывающей у опор мостового перехода (или у берегового устоя в зависимости от того, где эти первые подвижки начинаются) V01.
Закончив замеры, заслонку начинают вновь постепенно приоткрывать до тех пор, пока в створе мостового перехода не станут наблюдать первые подвижки песка между опорами или опорой и береговым устоем. Этому условию будет соответствовать неразмывающая скорость потока в створе мостового перехода V02. Для ее определения, не выключая вентилятор, нужно вновь произвести измерения микроманометром в контрольном 1-ом створе.
Одновременно можно наблюдать, как происходит местный размыв русла у мостовых опор и у берегового устоя, и, не выключая вентилятор, произвести измерения глубин потока h1 в створе мостового перехода. Для этой цели используется мерный щуп, который вводится в отверстия в стекле 2-го створа.
Далее заслонку на патрубке вновь перекрываем до тех пор, пока не станут наблюдаться первые подвижки грунта в самом контрольном створе. Этому условию будет соответствовать неразмывающая скорость потока в русле V03. Для ее определения снимают отсчеты с микроманометра в контрольном створе, одновременно наблюдая, как развивается общий размыв в створе мостового перехода. Затем выключают вентилятор и измеряют глубины h2 в створе мостового перехода.
Для завершения исследований вновь включают вентилятор и постепенно прикрывают заслонку, наблюдая процесс размыва дна в створе мостового перехода в случае, когда в русле песок находится в состоянии движения.
За мостовым переходом будут образовываться скопления более крупных частиц наносов, постепенно перерастающие в рифели и гряды(рис.10).
Рис.10 Рифели и гряды
Продолжительность этого включения должна быть такой, чтобы не произошел полный унос песка из русла выше мостового перехода. После очередного выключения вентилятора измеряют глубины h3 в створе мостового перехода (2-ой створ).
Измеренные величины заносят в ведомости (табл. 8 и 9).
Таблица 8
Ведомость измерений глубин в створах Ι и ΙΙ
| № опыта | Глубина на промерной вертикале в створе 1,см | Глубина на промерной вертикале в створе 3,см | |||||||
| h1 | h2 | h3 | h4 | h5 | У берегового устоя | У опоры моста | У опоры справа | У боковой опоры | |
| 3,1 | 2,6 | 2,3 | 3,8 | 3,3 | 2,0 | 2,7 | 2,5 | 3,5 | |
| 2,9 | 2,6 | 2,3 | 2,7 | 3,5 | 2,0 | 4,0 | 3,5 | 5,0 |
Таблица 9
Ведомость измерений глубин в створах ΙΙ и ΙΙΙ
| № опыта | Глубина у берегового устоя, см | Глубина у опоры, см | Глубина м/у береговым устоем и опорой, см | Глубина м/у опорой и опорой, см | ||||
| h1 | h2 | h3 | h1 | h2 | h3 | |||
| 2,6 | 2,7 | 2,4 | 2,5 | 2,7 | 3,3 | 3,1 | 4,0 | |
| 2,5 | 4,6 | 2,4 | 2,5 | 2,7 | 3,4 | 3,6 | 4,2 | |
| 4,0 | 5,7 | 2,9 | 4,1 | 2,7 | 4,2 | 3,8 | 4,5 | |
| 5,4 | 5,4 | 4,0 | 4,2 | 2,9 | 4,2 | 4,0 | 4,9 |
Обработка результатов измерений:
1. Определяем среднюю скорость движения воздушного потока u в точках 1-го створа для каждого из трех исследований, предварительно определив плотность воздуха с учетом его температуры и атмосферного давления.
2. Строим поперечные профили 1-го створа с эпюрами удельного расхода по методу, приведенному в лабораторной работе №1, для каждого из трех исследований.
3. Определяем расход воздушного потока Q для каждого из трех исследований.
4. Определяем неразмывающую скорость V0 для каждого из трех исследований по формуле
5. Строим поперечное сечение русла в творе мостового перехода с опорами и береговым устоем. На нем указываем:
a. Первоначальное положение дна русла перед началом опытов;
b. Положение дна, соответствующее неразмывающей скорости в створе мостового перехода V02 (у мостовых опор и у берегового устоя образовались воронки местного размыва);
c. Положение дна, соответствующее неразмывающей скорости в русле V03 (в створе мостового перехода наблюдаются и местный, и общий размывы русла);
d. Положение дна на момент завершения работы при условии, когда скорость потока в контрольном створе превышала неразмывающую в русле.
6. Анализируем и делаем вывод об особенностях, которые связаны с сооружением в русле мостового перехода.
7. Анализируем и делаем вывод о движении наносов на участках верхнего и нижнего бьефов и в створе мостового перехода.
Библиографический список.
1)Инженерная гидрология: Методические указания к лабораторным работам для студентов строительных специальностей /Сост.: Т.П Троян, О.В Якименко. – Омск : СибАДИ,2009 -40с.