Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Методика расчета русловых карьеров для возведения насыпей подходов к мостам и регуляционных сооружений

Диссертация: Методика расчета русловых карьеров для возведения насыпей подходов к мостам и регуляционных сооружений
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Научная новизна и значимость работы: К настоящему времени разработка грунтов из русел рек превратилась в острую глобальную проблему, строгого решения которой пока нет. Предварительные решения её страдают грубыми допущениями и неточностями. Поэтому эта важная задача требует своего решения на новом современном научном уровне. В настоящей работе использовано компьютерное математическое моделирование… Читать ещё >

Методика расчета русловых карьеров для возведения насыпей подходов к мостам и регуляционных сооружений (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Обоснование актуальности темы исследования
    • 1. 1. Общие понятия о речных карьерах
    • 1. 2. Основные принципы и условия размещения карьеров
    • 1. 3. Оценка методов расчета деформаций карьеров на реках
    • 1. 4. Режим добычи нерудных материалов из русел рек. Влияние на гидрологический и русловой режимы рек
    • 1. 5. Актуальность темы диссертации
  • Глава 2. Математическая модель деформаций русел и свободной поверхности потока и её адекватность натурным процессам
    • 2. 1. Алгоритм и принципы расчета по программе «Гидрам-3»
    • 2. 2. Исходная информация и результаты расчета по программе «Гидрам-3»
    • 2. 3. Физический эксперимент руслового карьера на р. Баньке
    • 2. 4. Расчет деформации дна на участке возведения карьера на р. Баньке по программе «Гидрам-3»
    • 2. 5. Доказательство адекватности результатов расчета по программе и полунатурного эксперимента
  • Глава 3. Использование программы Гидрам-3 в расчетах деформаций нижнего бьефа русловых карьеров
    • 3. 1. Расчеты карьеров на реке Оке у г. Каширы
    • 3. 2. Расчеты карьеров на реке Вятке у г. Мамадыша
    • 3. 3. Анализ и обобщение результатов математического моделирования нижнего бьефа русловых карьеров
  • Глава 4. Использование программы Гидрам-3 в расчетах деформаций верхнего бьефа русловых карьеров
    • 4. 1. Расчеты карьеров на реке Оке у г. Каширы
    • 4. 2. Расчеты карьеров на реке Вятке у г. Мамадыша
    • 4. 3. Анализ и обобщение результатов математического моделирования верхнего бьефа русловых карьеров

Актуальность работы: При строительстве мостовых переходов все чаще насыпи подходов к мостам и регуляционных сооружений для снижения стоимости земляных работ возводят средствами гидромеханизации. Русловые карьеры при этом часто намечают на побочнях в непосредственной близости от строящихся мостов.

Размещение карьеров в руслах рек всегда сопровождается изменениями их руслового и уровенного режимов, тем более заметными, чем больше объем выработки грунта. Русловые карьеры после прекращения их разработки, заиляясь с верховой стороны и размываясь с низовой, перемещаются вниз по реке. Глубина выработки при этом уменьшается, а длина соответственно увеличивается. Это перемещение часто сопровождается подмывами берегов, водозаборов, размывами мостов, переходов коммуникаций и других инженерных сооружений в руслах рек.

Очень опасны постоянно действующие русловые карьеры, которые существенно влияют на уровенный режим рек на значительных участках выше и ниже по течению, при этом опасные деформации русел развиваются не только вниз по течению, но и вверх от карьеров в виде попятного размыва.

Устройство глубоких выработок грунта на побочнях выше мостов может оказаться для них катастрофическим.

Цель работы: разработка методики расчета русловых карьеров при возведении подходов к мостам средствами гидромеханизации. Задачи работы:

1. Исследовать по материалам математического и полунатурного физического моделирования закономерности уровенных и русловых деформаций, которыми сопровождается сооружение русловых карьеров при производстве земляных работ с использованием средств гидромеханизации.

2. Разработать детальный (на основе решения дифференциальных уравнений баланса наносов и неустановившегося течения жидкости в конечных разностях) и упрощенный методы расчета русловых карьеров.

3. Дать рекомендации по безопасному размещению русловых карьеров при строительстве мостовых переходов и других инженерных сооружений на реках.

Объект исследования: деформации свободной поверхности потока и русел при устройстве русловых карьеров для возведения насыпей подходов к мостам и регуляционных сооружений.

Научная новизна и значимость работы: К настоящему времени разработка грунтов из русел рек превратилась в острую глобальную проблему, строгого решения которой пока нет. Предварительные решения её страдают грубыми допущениями и неточностями. Поэтому эта важная задача требует своего решения на новом современном научном уровне. В настоящей работе использовано компьютерное математическое моделирование с помощью программы «Гидрам-3» для решения этой актуальной задачи и исследования основных факторов, влияющих на деформации свободной поверхности потока и русел рек у русловых карьеров.

Практическая значимость работы: Полученные в настоящей работе результаты позволяют рекомендовать использовать формулы для быстрого прогноза деформаций свободной поверхности потока и русел рек в нижних и верхних бьефах после устройства русловых карьеров.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. С использованием методологии комплексного расчета мостовых переходов и программы «Гидрам-3» проведено математическое моделирование и исследовано влияние различных факторов на деформации русловых карьеров.

2. Доказана адекватность математической модели натурным процессам.

3. Исследованы процессы, протекающие в ходе деформаций низовых забоев русловых карьеров и установлено, что: на форму кривой размыва за карьерами (в нижнем бьефе) крупность руслового аллювия практически не влияет. Крупность размываемого аллювия влияет лишь на время, потребное для достижения наибольшего размывауклоны свободной поверхности потока также не влияют на характер деформаций русловых карьеров в нижнем бьефедлина и глубина (размеры) карьеров уже оказывают заметное влияние на характер деформаций нижнего бьефа. При увеличении длинны карьера, глубины размыва в нижнем бьефе заметно возрастают. Но наибольшее влияние на характер изменения отметок размытого дна оказывает глубина карьера. При разных глубинах карьера, характер деформаций низового забоя заметно меняется, при этам глубины размыва в нижнем бьефе оказываются тем больше, чем больше исходная глубина карьера.

4. Полученны эмпирические зависимости для быстрого прогноза глубин среднего смыва грунта за карьерами. Эти зависимости можно использовать для быстрой оценки влияния русловых карьеров на существующие и проектируемые инженерные сооружения в руслах рек ниже карьеров (мостовые переходы, переходы коммуникаций, водозаборы и т. д.).

5. Исследованы процессы, протекающие в верхних бьефах русловых карьеров, и установлено, что: в результате устройства русловых карьеров происходит снижение свободной поверхности потока и развитие попятного размыва в верхнем бьефе. При этом величина снижения свободной поверхности потока определяет соответствующий размыв дна в тех же створахна снижение свободной поверхности потока и русловые деформации в верхнем бьефе карьеров оказывают значительное влияние уклоны свободной поверхности потока. При этом, чем больше уклон реки, тем более заметно снижение отметок свободной поверхности и рост размывов при устройстве карьеровдлина и глубина (размеры) карьера также оказывают большое влияние на снижение свободной поверхности потока и деформации дна в верхнем бьефе. При увеличении длины карьера при его разработке происходит снижение уровней воды и развитие попятного размыва дна на значительном участке реки выше карьеров. При увеличении глубины карьера, также происходит снижение свободной поверхности потока и увеличение деформаций дна выше верхового забоя.

6. В результате обобщения материалов математического моделирования полученны упрощенные зависимости для: определения снижения свободной поверхности потока {А2) и соответствующего размыва (АНД) в створе бровки верхового забояопределения снижения уровня воды и соответствующей глубины размыва дна в любом створе на расстоянии (/х) от бровки верхового забоя карьеров.

Показать весь текст

Список литературы

  1. О.В. Проектирование мостовых переходов. — М.: Дориздат, 1949.
  2. О.В. Проектирование мостовых переходов. — М.: Автотрансиздат, 1960.
  3. О. В. Расчеты русел при проектировании мостовых переходов.— В кн.: Труды первой всесоюзной конференции по гидравлике водопропускных сооружений. М.: Высшая школа, 1969. с. 200—206.
  4. О. В., Глаголева Т. Н., Федотов Г. А. Методика и некоторые результаты исследования переформирования речных русел под влия-нием сооружений, не прерывающих транспорта наносов. — В кн.: Динамика и термнка рек, М., 1973, с. 239—249.
  5. О. В., Федотов Г. А., Гринич В. Ф. Расчет подпора на мостовых переходах. — Автомобильные дороги, 1973, № 1, с. 25—28.
  6. О. В., Федотов Г. А., Гринич В. Ф. Упрощенные формулы для расчета подпора. — Автомобильные дороги. 1974, N9 6, с. 16—18.
  7. О. В., Федотов Г. А. Проектирование мостовых переходов с применением ЭЦВМ (учебное пособие). Ч. II. М., 1976.120 с. (МАДИ).
  8. О. В., Федотов Г. А., Пустова Л. А. Методика расчета подпора на мостовых переходах. — Автомобильные дороги, 1979, N9 1, с. 23—25.
  9. О.В. Проектирование мостовых переходов. — М.: Транспорт, 1980.
  10. О.В., Наумов Г. Г. Основы расчёта деформаций русловых карьеров и учёт их влияния при проектировании мостовых переходов/ Гипродорнии. Науч. тр. — М., 1988, вып. 59. — С. 67 — 80.
  11. А. И., Михайлов К. А. Гидравлика. — М.: Стройиздат, 1972.
  12. В.Ф., Яценко В. Н., Китаев Д. Н. Инженерная гидрология, гидрометрия, гидравлические и гидрологические расчеты мостовых переходов и косогорныхтруб.— Воронеж: Изд-во ВГАСУ, 2008.
  13. А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. — М.: Академия, 2010.157
  14. В. Н. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 374 с.
  15. К. В. Теория руслового процесса. М.: Транспорт, 1972. 216 с.
  16. К. В. Устойчивость русел рек и каналов. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 144 с.
  17. Г., Корн Т. Справочник по математике. — М.: Наука, 1970.
  18. Ц. Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. — М.: Колос, 1967.
  19. Методические рекомендации по расчетам мостовых переходов. — М.: ГипродорНИИ, 1987.
  20. Г. Г. Моделирование подводного руслового карьера на подмосковной реке Баньке. Русловые процессы на мостовых переходах/ МАДИ. Науч. тр. — М., 1986. — С. 114−119.
  21. Г. Г. Основные предпосылки теоретического расчёта русловых карьеров. Русловые процессы на мостовых переходах/ МАДИ. Науч. тр -М., 1986. — С. 104−113.
  22. Г. Г. О негативных последствиях устройства русловых карьеров и их учёте при проектировании мостовых переходов/ Гипродорнии. -Науч. тр. -М., 1987, вып. 56.-С. 58−63.
  23. Г. Г. Методика расчета деформаций русловых карьеров и учет влияния выемки грунта из русел рек при проектировании мостовых переходов/Диссертация на соискание уч. ст. к. т. н. М. 1987.
  24. Г. Г., Николаевский В. Г. Геометрическое моделирование и расчёт продольного профиля дна смываемого низового участка руслового карьера/ Гипродорнии. Науч. тр. — М., 1991, вып. 60. — С. 59 — 66.
  25. Г. Г., Андреев О. В., Пичугов Г. С., Журавлёв ММ. Методические рекомендации по расчёту деформаций русловых карьеров и учёту их влияния при проектировании мостовых переходов/ Гипродорнии, МАДИ. -М., 1991.- 49 с.
  26. Г. Г. Определение зоны влияния руслового карьера/ Союздорпроект. Сб. науч. — метод, работ. — М., 1998, вып. 2. — С. 153 -156.
  27. Г. Г. Особенности расчёта карьера, занимающего часть ширины русла / Союздорпроект. Сб. науч.-метод. работ. — М., 2000, выи. 4. — С. 199 202.
  28. И. В. Деформации речных русел и гидротехническое строительство. -Л.: Гндрометеоиздат, 1969. 363 с.
  29. В.И., Холин A.C. Проектирование мостовых переходов.— М.: Учеб. пособие, 2002.
  30. Проектирование автомобильных дорог (вопросы проектирования мостовых переходов)/ Под ред. О. В. Андреева. М., 1973. 112 с. (Труды МАДИ, Вып. 51).
  31. Программы расчета мостовых переходов Гидрам-3 и Рур-1. М., 1976. 137 с. (Гипротрансмост).
  32. И. Л., Еременко Е. В., Базилевич В. А. Неустановившееся движение водного потока ниже гидроэлектростанций и его влияние на русло. Киев: Наукова думка, 1967. 276 с.
  33. Русловые процессы/ Под ред. И. А. Кузьмина. М., 1973. 204 с. (Труды Гидропроекта- Сб. № 30).
  34. . Ф., Месерлянс Г. Г. Изменение руслового режима при устройстве малого карьера // Тр. / Гос. гидролог, ин-т. 1987. — Вып. 307. С. 43−62.
  35. СНиП 2.01.14−83. Определение расчетных гидрологических характеристик. — М.: Госстрой СССР, 1984.
  36. Г. А. Расчеты мостовых переходов с применением ЭЦВМ. — М.: Транспорт, 1977.
  37. Г. А. Методология комплексного расчета мостовых переходов/ Диссертация на соискание уч. ст. д. т. н. М. 1978.
  38. Г. А., Наумов Г. Г. Аналитический метод аппроксимации гидрометеорологических зависимостей. Проектирование мостовых переходов / МАДИ. — Сб. трудов. — М., 1980. — С. 104 -109.
  39. Г. А. Детальный расчет мостовых переходов с переливаемыми подходами // Сб. тр. МАДИ. Проектирование искусственных сооружений на автомобильных дорогах. — М., 1983.
  40. Г. А. Инженерная геодезия. — М.: Высш. шк., 2004.
  41. Г. А. Изыскания и проектирование мостовых переходов. М.: Издательский центр «Академия», 2005.
  42. Г. А., Поспелов П. И. Изыскания и проектирование автомобильных дорог. — М.: Высшая школа, 2009.
  43. Bayer F. Der Geshiehenhaushalt der bayerischen Donau im Wandel Wasserbaulicher Massnahraen // Die Wassertfirtschaft. 1965. -Heft 4,5. — S. 107−111,145−154.
  44. Bijker E.W. Sedimentation in channels and trenches // Proc. 17 th Coast. Eng. Conf., Sydney, 23−28 March 1980. Vol. 2. -New York. N.Y., 1981. P. 1708−1718.
  45. Borah D.K., Alonso O.V., Prasad S.N. Routing graded sediments in streams: formulations // J. Hydraul. Div. Proc. Araer. Soc. Civ. Eng. 1982. -108, N 12. — P. 1486−1503.
  46. Borah D.K., Alonso C.V., Prasad S.N. Routing graded sediments in streams: applications //J. Hydraul. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. 1982. — 108, N 12. — P. 1504−1517.
  47. Felkel K. Naturversuche Mit kunstlicher Geschiebefuhrung, zwecks Verhutung der sohleintiefung des Oberrheins (Freistetter Versuche) // Die Wasserwirschaft. -1977 Heft 5. — S. 119−125.
  48. Hansen H. Die Sohlenerosion des Niederrheins // Jabra. Harb Hafenbau Techn. Ges., 1985−1986. Bd. 41. Berlin, 1986. -S. 96−106.
  49. Rarmette M. Surveillance et confortement des fondations d’ouvrages d’art en site aquatique. Aspect hydraulique // La houille blanche. -1982. P. 41−48.
  50. Wang S.Y. Computer simulation of sedimentation processes // Finite Elem. Water Resour. Proc. 4 th Int. Conf., Hannover, June 1982. Berlin, 1982. — P. 16/35−16/46.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!