Основи проектування дренажів

 

Перед проектуванням дренажа необхідно переконатися, що він буде ефектним, тобто зниження вологості ґрунту буде достатнім.

Ефектність дренажа визначається коефіцієнтом водовіддачі . Дренаж вважається ефектним при .

,

де - водовіддача

-пористість осушуваного ґрунту

- доля капілярної води,що застряла в порах ()

-вологість максимальної молекулярної вологоємності (для глинистих ґрунтів на межі розкочування )

, - питома вага сухого ґрунтуі води відповідно,

Переконавшись, що дренаж ефективний, прокладають трасу дренажа з врахуванням його призначення, форми і розмірів земляного полотна інженерно-геологічних умов і тд. Потім визначають глибину закладання дренажа приток води в дренаж g для одного погонного метра дренажа.

Розглянемо приток води в окремий недосконалий дренаж (рис 6.51). На схемі Н- потужність водоносного шару над дном дренажа,м; Т- глибина зони фільтрації води з дна дренажа, м; - висота виклинювання кривої дренажа над поверхнею води в дренажі, м.

Ця розрахункова схема має такі припущення:

рух води ламінарний, використовуються закон Дарсі (хоча біля траншеї і при втіканні в трубу він буде турбулентним);

запаси води необмежені, тобто приток води g на 1 поч. м дренажа можна вважати постійним.

водоупора і поверхня ґрунтових вод до побудови дренажа горизонтальні;

швидкість фільтрації до побудови дренажа дорівнює нулю.

Визначимо g з одного боку дренажа.

При рівному русі води

g=

де - площа перетину водо насиченого ґрунту,м;

- швидкість фільтрації, ;

За Дарсі

 

 

де - коефіцієнт фільтрації, ;

- гідравлічний градієнт.

 

тоді

Розділемо зону фільтрації на області А, Б і В (рис 6.51), тоді

В будь-якому місці x

Про інтегруємо цей вираз по x, розділивши змінні

Одержимо

Звідки

Остатнє є рівнянням кривої депресії. Для визначення треба мати на увазі, що при , а величину , як порівняну малу не враховують.

Тоді з формули (6.51) знайдемо:

де - середній уклон кривої депресії.

Приток з дна знаходять за Р.Р.Чугаєвим. Вважається, що вода в зоні рухається внаслідок різниці напорів :

де - приведений приток з дна

Значення визначається з графіка (рис 6.52) в залежності від величини:

і

При >3

де береться з графіка (рис 6.52) при =3

Таким чином

(6.54)

Загальний приток в дренаж на 1 поч. м

При ґрунтовому дренажі (рис 6.53) приток в крайній дренаж з поля визначається за формулою (6.54),а міждренажного простору

де при визначені замість слід брати .

Повний приток в один дренаж

Приток води в середній дренаж

Підбір розмірів дрен робиться по повному фактичному розходу води , який пропускається дреною в кінці водозбірної частини дренажа довжиною ,тобто

Де - транзитний розхід, якщо він є,

Пропускна спроможність труби

Для круглої труби

, ,

, , при

Дрена вважається достатньою діаметра, коли

де m- коефіцієнт запасу на можливе замулювання труби, m=1,5.

Зазвичай для трубчастих дренажів достатньо

При проектуванні дренажів перевіряють також придатність матеріалу для заповнення траншей з умов недопущення механічної суфозії дрібних часток ґрунту в пори дренуючої записки, або часток засипки в отвори дрени. При необхідності в нижній частині траншеї укладають геотекстиль, або обгортають ним труби.

Завершаючим етапом проектування дренажа є визначення так званого строку осушення.

Строк осушення це час ,протягом якого буде досягнуте визначена ефективність дренажа, тобто крива депресії (рис 6.53) стабілізується.

де В- коефіцієнт, що враховує недосконалість дренажа,

, - функції осушення, що залежать від виду дренажа.

Для польової сторони

,

Для між дренажної сторони

,