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

Таблица 9

Ведомость измерений глубин в створах ΙΙ и ΙΙΙ

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.