Неравномерное движение в открытых руслах рек
Контрольная работа - Геодезия и Геология
Другие контрольные работы по предмету Геодезия и Геология
клонами дна и критическими уклонами. Длину участков будем считать достаточно большой протяженности и условимся, что на части их устанавливается равномерное движение. В начале 1 участка сечение 0 принимаем равномерное движение, т.е. .
Построение продольного профиля свободной поверхности начинаем с сечения, в котором заведомо известна глубина потока. У нас это - начало 1 участка () и II сечения .
Начнем построение схемы свободной поверхности потока со II участка, где . В конце участка между I и II створами глубины убывают от до - устанавливается кривая спада.
В конце участка перед I створом глубины увеличиваются от до , т.е. образуется кривая подпора.
В начале участка между II и III сечениями в связи с резким увеличением уклона дна >> глубины убывают от во II створе до в сечении II - III , т.е. устанавливается кривая типа .
В створе III из-за уменьшения уклона дна (< ) глубины возрастают от до , образуют кривую (прямую) подпора, т.к. в конце кривой (прямой) подпора при , а уклон , поток должен перейти в спокойное состояние, увеличение глубины сверх критического значения должно произойти в виде прямой подпора . Глубина в IV створе определяется длиной кривой спада , т.е. длиной участка. Эта глубина будет конечной глубиной прямой подпора и начальной глубиной кривой спада .
Рисунок 1.2 - Схема кривой свободной поверхности
Расчетная работа №2. Построение депрессионной кривой движения грунтовых вод
Постановка задачи
На работу различных гидротехнических, дорожно-транспортных и других промышленных сооружений существенное влияние оказывают грунтовые воды. Движение грунтовых вод является частным случаем фильтрации жидкости.
Движение грунтовых вод может быть напорным и безнапорным. При последнем поток грунтовых вод имеет свободную поверхность, называемую депрессионной.
Скорость фильтрации линейно зависит от гидравлического уклона .
Коэффициент фильтрации имеет размерность скорости и численно равен скорости фильтрации при .
Одним из наиболее распространенных случаев практики дорожно-транспортного и гидротехнического строительства является необходимость расчета фильтрации воды через тело однородной земляной насыпи, в поперечном сечении имеющую трапецеидальную форму. В виде таких насыпей выполняются насыпи дорог, береговые опоры мосты, плотины, перемычки котлованов, запруды, дамбы и т.д.
Неизвестными величинами являются высоты: и , расстояние , и - удельный расход фильтрации. Необходимо определить эти величины и построить кривую депрессии.
По результатам расчетов делается вывод о надежности сооружения, необходимости применения специальных мероприятий, особенно в случае, когда кривая депрессии выклинивается на низовой откос выше бытового уровня.
Дано:
Таблица 1.
вариант2 грунт- супесь2,91,9100,41,5
Методика расчета
1.Задаемся рядом значений (не менее пяти значений ) и определяем величину отношения по зависимости:
, (2.1)
где - коэффициент фильтрации грунта.
Результаты расчетов вносим в таблицу 2
Таблица 2
0,42211,3222190,0133330,0540,44111,0413930,0266670,0910,467,6666670,8846070,040,1210,4860,7781510,0533330,1490,550,698970,0666670,174
2.Для принятых в п.1 значений вычисляем значения по зависимости:
(2.2)
Результаты расчетов заносим в таблицу 3.
Таблица 3
0,4213,720,4413,690,4613,660,4813,630,513,6
Находим значение по формуле:
(2.3)
cоответствующее раннее принятым .
Результаты расчетов заносим в таблицу4.
Таблица 5
0,4213,720,0540,960,4413,690,0911,20,4613,660,1211,360,4813,630,1491,50,513,60,1741,61
3.Определяем отношения по вычисленным по зависимости
(2.4)
Результаты расчетов заносим в таблицу 5.
Таблица 5
0,420,960,2520,441,20,2490,461,360,2270,481,50,1930,51,610,153
4.По вычисленным данным в п.1 и принятым значениям строим график зависимости - кривая 1 (рисунок 2). На этих же координатах по данным п.3 , строим вторую кривую зависимости
Таблица 6 - Сводная таблица
0,4213,570,0540,960,2520,4413,540,0911,20,2490,4613,510,1211,360,2270,4813,480,1491,50,1930,513,450,1741,610,153
Рисунок 1 - Зависимости и
5.По точке пересечения кривых 1 и 2 (рис.2) находим искомые и
,
6.Определяем удельный расход фильтрации потока м/с по зависимости:
(2.5)
а также значения по формуле (2) и по формуле (3) .
для грунта - суглинок , ,
принимаем
7.Вычисляем координаты кривой депрессии в пределах средней части насыпи по формуле:
(2.6)
Принимая от до и из п.7 вычисляем , получаем ряд значений
(2.7)
По результатам расчетов строим депрессионную кривую.
Рисунок 2 - Схема фильтрации
Расчет фильтрации воды (плоской задачи) через тело земляной насыпи, расположенной на горизонтальном водоупоре. Выполняется по методу Н.Н. Павловского. Насыпь делится на три фрагмента двумя вертикальными осями: ось , проходящая через верхнюю точку откоса, ось 2, проходящая через точку А - выхода кривой депрессии на низовом откосе. Таким образом: I - верховой клин; II - средняя часть; III - низовой клин. Кривая депрессии от глубины Н верхнего бьефа снижается до значения на оси , по нелинейному закону изменяется (уменьшается) в пределах среднего участка и на расстоянии выходит на низовой откос.
Результаты расчетов заносим в таблицу 7.
Таблица 7.
02,40251,5521,67211,29309741,06411,03155260,45610,67535270,15210,397,50,00010,0112-1,367913,62-1,86038
Вывод. Сооружение достаточно надежное. Необходимости применения специальных мероприятий нет.
Р?/p>