Определение высоты наката волны

Пойменные насыпи проектируются обычно с бермами для повышения устойчивости и укрепления покрытиями низовых частей откосов от волнового воздействия.

Положение бермы принимается на отметке наката волны Н_нк:

, м

где d_f – глубина водоема у подошвы насыпи;

;

d_пд – высота подпора воды у искусственного сооружения, м;

d_пд = 0,46 м (из задания);

Δh_set – величина ветрового нагона воды, м;

Δh_set = 0,30 м (из задания);

h_run1% - высота наката волны на откос (обеспеченность 1%), м;

а – величина запаса по высоте. Принимаем, а = 0,5.

м;

м;

м.

Расчет устойчивости насыпи

Поперечный профиль пойменной насыпи проектируется по условию обеспечения её устойчивости.

Нагрузки Р_п, Р_вс заменяем эквивалентным (фиктивным) столбиком грунта, шириной b_э = b_п = 2,70 м, высотой h_э:

, м

где γ_н – удельный вес грунта насыпи, кН/м³

м

Устанавливаем точки, через которые пройдет возможная кривая смещения. Соединяем точки хордой АВ, к середине восстанавливаем перпендикуляр (линия ОМ), проводим вспомогательную линию под углом 34° к горизонтальной нижней грани фиктивного столбика грунта до пересечения с линией центров в точке О. Радиус R = ОА = ОВ = 37,2м описываем кривую возможного смещения, опускаем вертикаль ОС. Проводим кривую депрессии от точки пересечения линии О_вв с осью пути с уклоном I_o.(рисунок 1.4).

Ширина бермы определяется из условия устойчивости.

Принимаем В_б = 6 м.

Определяем расчетные параметры для грунта насыпи:

, кН/м³,

где γ_sн – удельный вес частиц грунта, кН/м³;

γ_в – удельный вес воды, кН/м³.

кН/м³

Коэффициент трения ;

, где k_f = 0,8 => .

Удельное сцепление кПа.

Для грунта основания при нагрузке кПа (после возведения насыпи) е_ос = 0,5896 находят по компрессионной кривой (рис. 1.1).

, кН/м³.

кН/м³;

кН/м³.

; ; кПа.

Расчетные показатели К_ус (x_i, sin β_i, cos β_i, b_i, h_i-1, h_i, ω_i, Q_i) приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Расчетные показатели К_ус

наименование показателей	значения расчетных показателей по отсекам	сумма
xi	31,4		26,2	23,2	20,2			9,4	5,4	1,4	3,4
sin βi	0,789	0,729	0,658	0,583	0,508	0,427	0,327	0,236	0,136	0,0352	0,085
cos βi	0,614	0,685	0,753	0,813	0,862	0,904	0,945	0,972	0,991	0,999	0,996
bi	2,7		3,6	2,8	3,4	3,6		2,2	5,6	2.6
hi-1	5,36	3,4	5,6	5,8		3,8	2,2	2,4	2,6
hi	8,6	5,6	5,8		5,6	2,2	2,4	2,6
ωi	37,69		41,04	33,04	39,44				14,56
Qi	714,98	341,5	778,53	626,77	748,2	441,46	346,31	208,67	276,2
Qнi cos βi	438,99	238,9	589,23	512,56	-	-	-	-	-	-	-	1778,8
Qнi sin βi	564,1	243,9	512,27	363,4	-	-	-	-	-	-	-	1683,4
hнвi-1м	-	-	-	-		1,8		5,8	4,6	4,4	3,2
hнвi м	-	-	-	-	1,8		5,8	4,6	4,4	3,2
ωнвi м2	-	-	-	-	6,12	14,4		22,88	50,4	19,76	19,2	176,76
	-	-	-	-	58,75	138,24	422,4	219,6	483,8	189,7	184,3
	-	-	-	-	806,95	579,7	858,7	428,27		189,7	184,3
Qнвi cos βi	-	-	-	-	695,59	533,6	811,48	-	-	-	-	2040,8
Qнвi sin βi	-	-	-	-	409,93	204,8	280,8	-	-	-	-	895,53
hосi-1 м	-	-	-	-	-	-	-		0,4	1,0	1,2
hосi м	-	-	-	-	-	-	-	0,4		1,2
ωосi м2	-	-	-	-	-	-	-	0,88	7,84	5,72	7,2	21,64
	-	-	-	-	-	-	-	8,8	78,4	57,2
	-	-	-	-	-	-	-	437,1	838,4	246,9	256,3
cos βi	-	-	-	-	-	-	-	424,8	830,9	246,7	255,3	1757,7
sin βi/сд	-	-	-	-	-	-	-	103,2		8,69		225,89
sin β/iуд	-	-	-	-	-	-	-				21,9	21,9

Для контроля вычисляем:

, м м

, м м

, м м

Используя полученные расчетные показатели (таблица 1.2) определяем гидродинамическую силу:

, кН

кН

Определяем коэффициент устойчивости:

Должно выполняться условие К_ус ≥ К_зд = 1,20.

Поскольку К_ус = 1,24 > К_зд = 1,20, принимаем поперечный профиль пойменной насыпи типовых очертаний с бермой шириной 7,0 м.

Проектирование и оздоровление выемки