Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Инженерная мелиорация. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 629808.01.99
Самостоятельная работа студентов является частью рабочей программы дисциплины «Инженерная мелиорация», способствует качественной подготов-ке бакалавров и специалистов по направлению 271101.65 «Строительство уни-кальных зданий и сооружений», профиль «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности» (специалисты) и направлению 270800.62 «Строительство», профиль «Гидротехническое строительство» (ба-калавры). Учебно-методическое пособие по самостоятельной работе ориентируют сту-дентов в последовательности выполнения домашних заданий по дисциплине «Ин-женерная мелиорация». Включено 15 заданий, состоящих из теоретической части и расчетного за-дания. В каждом задании приводятся краткие теоретические сведения и эталон-ный пример решения задачи по заданной теме. Примеры сопровождаются под-робным описанием решения. Предложено по 22 варианта каждого расчетного задания. В конце указаний приведены приложения со справочным материалом, необходимым для решения расчетных заданий. Настоящие методические рекомендации соответствует требованиям Госу-дарственного образовательного стандарта по направлению «Строительство», разработаны в соответствии с кодом специальности, учебным планом дисцип-лины «Инженерная мелиорация» и предназначены для студентов всех форм обучения. Предлагаемые задания соответствуют разделу «Самостоятельная работа» утвержденной рабочей программы дисциплины.
Володина, А.Ю. Инженерная мелиорация [Электронный ресурс] : Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы. - Москва : Альтаир-МГАВТ, 2015. - 72 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/537672 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования (ФБОУВПО)

«Московская государственная академия водного транспорта»

А. Ю. ВОЛОДИНА

ИНЖЕНЕРНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ

Издательство «Альтаир»

Москва

2015

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

А. Ю. ВОЛОДИНА

ИНЖЕНЕРНАЯ МЕЛИОРАЦИЯ

Методические рекомендации

Альтаир–МГАВТ

Москва

2015

УДК 627.21; 627.22; 627.23

Володина А.Ю. Инженерная мелиорация. Методические рекоменда
ции.— М.: Альтаир–МГАВТ, 2015.— 72 с.

Самостоятельная работа студентов является частью рабочей программы 

дисциплины «Инженерная мелиорация», способствует качественной подготовке бакалавров по направлению подготовки 08.03.01. «Строительство», профиль 
«Гидротехническое строительство» и специалистов по направлению 08.05.01.
«Строительство уникальных зданий и сооружений», профиль «Строительство 
гидротехнических сооружений повышенной ответственности».

Методические рек4омендациипособие по самостоятельной работе ориентиру
ют студентов в последовательности выполнения домашних заданий по дисциплине 
«Инженерная мелиорация».

Включено 15 заданий, состоящих из теоретической части и расчетного за
дания. В каждом задании приводятся краткие теоретические сведения и пример 
решения задачи по заданной теме. Примеры сопровождаются подробным описанием решения. Предложено по 22 варианта каждого расчетного задания. В 
конце указаний приведены приложения со справочным материалом, необходимым для выполнения расчетных заданий.

Настоящие методические рекомендации, разработаны в соответствии с ра
бочей программой, дисциплины «Инженерная мелиорация» и предназначены 
для обучающихся всех форм обучения.

Рецензенты: кандидат технических наук, доцент Костин И.В.,

кандидат технических наук, доцент Сахненко М.А.

Рекомендованы к изданию в учебно-методическим советом МГАВТ.

Рассмотрено и рекомендовано к использованию в учебном процессе на за
седании кафедры ВПГСП (протокол №5 от 26 февраля 2015 года).

Ответственность за оформление и содержание представленных к изда
нию материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы.

© МГАВТ., 2015
©  Володина А. Ю., 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4

Общие рекомендации к выполнению самостоятельных работ
. .
. .
5

Задание № 1
Составление гидрологической расчетной схемы водопонижения скважиной 
вертикального дренажа
.
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
6

Задание № 2
Подбор насосного оборудования скважин вертикально дренажа
. .
. .
12

Задание № 3
Определение притока грунтовых вод к скважине 
вертикального дренажа
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
16

Задание № 4
Расчет водопонижения одной скважиной вертикального дренажа . .
. .
18

Задание № 5
Кольцевая система вертикального дренажа
. .
. .
. .
. .
. .
. .
20

Задание № 6
Сложная система вертикального дренажа
.
. .
. .
. .
. .
. .
. .
29

Задание №7
Береговая система вертикального дренажа сложного расположения .
. .
34

Задание № 8
Контурная система скважин с учетом времени 
сработки уровня грунтовых вод
.
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
38

Задание № 9
Горизонтальный совершенный  дренаж с местным 
питанием грунтовых вод
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
41

Задание № 10
Горизонтальный систематический несовершенный  дренаж с местным
питанием грунтовых вод
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
48

Задание № 11
Горизонтальный совершенный дренаж с внешним двухсторонним
питанием грунтовых вод . .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
50

Задание № 12
Горизонтальный совершенный дренаж с внешним односторонним
питанием грунтовых вод
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
52

Задание № 13 (теоретическое)
Комплексное использование водных ресурсов
.
. .
. .
. .
. .
. .
53

Задание № 14 (теоретическое)
Противооползневые и противоселевые мероприятия .
. .
. .
. .
. .
54

Задание № 15
Расчет нагорного канала трапецеидального сечения
.
. .
. .
. .
. .
55

Приложения
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
64

Литература
.
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
. .
68

ВВЕДЕНИЕ

Курс «Инженерная мелиорация» является одной из профилирующих дис
циплин в общей подготовке специалистов строительной специальности. Теоретический курс «Инженерная мелиорация» содержит разделы, знание которых
необходимы для будущей практической деятельности специалиста строителя:

осушение строительных площадок;
осушение городских и промышленных территорий;
осушение сельскохозяйственных земель;
мероприятия по борьбе с оползнями;
защитные сооружения и мероприятия в зонах водохранилищ;
орошение сельскохозяйственных земель.

Для закрепления этого материала студенту необходимо на практических 

примерах научиться рассчитывать различные типы мелиоративных систем
и 

соответствующих сооружений, описываемых в теоретическом курсе «Инженерная мелиорация».

Рациональное проектирование осушительных систем при создании гидро
энергетических, воднотранспортных, и других сооружений должно обеспечить 
хорошие условия их строительства и эксплуатации при наименьших объемах 
капиталовложений. Это достигается, главным образом, правильным выбором 
мелиоративных систем для обеспечения благоприятных условий строительства 
и эксплуатации строительных объектов.

Самостоятельная работа студента, наряду с аудиторной, представляет со
бой одну из важнейших составляющих учебного процесса. Она предназначена 
не только для усвоения знаний, но и для формирования у студента собственного профессионального мышления, способности решать научные и технические 
задачи. Чтобы самостоятельная работа студента была эффективной, она должна 
быть обеспечена необходимыми методическими материалами. В этой связи издание  методических рекомендаций по обеспечению самостоятельной работы 
студентов является актуальной задачей преподавателей высшей школы.

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 

К ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Самостоятельная работа студентов является эффективной формой повыше
ния и закрепления теоретических знаний дисциплины, способствует приобретению навыков решения практических инженерных задач.

Методические указания содержат четырнадцать расчетных заданий и два

теоретических, основанных на самостоятельной реферативной проработке теоретического материала. Каждому заданию предшествуют пояснения и указания 
по изучению темы и краткие теоретические сведения. В выполненных студентами заданиях эти сведения должны быть раскрыты более подробно. Расчетные 
задания подкреплены эталонными примерами решений. Каждый студент должен 
решить самостоятельно задачу темы по одному из предложенных вариантов 
(кроме теоретических заданий №14и №15).

При выполнении заданий следует ознакомиться с теоретическим мате
риалом, соответствующим тематике задания, используя рекомендуемую литературу (табл.1) и разобрать примеры решений, прилагаемых к каждому 
расчетному заданию.  

В разделе «Приложения» приводятся справочные данные, необходимые для 

выполнения заданий.

Выполненное по заданному варианту задание представляется в виде пояс
нительной записки со следующей структурой:

Титульный лист;
Оглавление
Раздел 1. Теоретические сведения;
Раздел 2. Расчетное задание и его подробное решение (кроме заданий №14  и 

№15) с описанием  разработанной конструкции дренажа, чертежами и размерами;

Список используемой литературы.

Выполненное задание представляется на стандартных листах формата А4 

(210х297 мм) со стандартным титульным листом и нумерацией страниц.

При оформлении заданий желательно использовать компьютер с использо
ванием шрифта Times New Roman размером 12–14 пт  прописными буквами, без 
подчеркивания с межстрочным интервалом один.

Формулы следует выполнять в редакторе формул Microsoft Equation.
Формулы выравниваются по центру.
Рисунки вставляются по месту в текст или отдельно прилагаются в тех 

форматах, программах, в которых они выполнены. 

Подписи к рисункам набираются шрифтом Times New Roman Cyr (нор
мальный) размером 10 пт с межстрочным интервалом один и выравниванием  
по центру.

Текст в таблице набирается  шрифтом размером  10–14 пт. 
Слово «Таблица» и ее номер и название набираются курсивом размером 10 пт и 

располагаются над заголовком таблицы с выравниванием по правому краю.

Подрисуночные подписи и заголовки таблиц  — обязательны.

ЗАДАНИЕ №1

Составление гидрогеологической расчетной схемы водопонижения 

скважиной вертикального дренажа

Краткие теоретические сведения

Естественный режим грунтовых вод зависит от природных условий 

территории. Неблагоприятные гидрогеологические условия в основном определяются особенностями геологического строения, рельефом территории, 
климатом района.

Расчеты осушения территорий с неблагоприятным водным режимом зави
сят от достоверности инженерно-гидрогеологических изысканий и прогнозов, а 
также от правильности составленной расчетной схемы.

В зависимости от причин подтопления и гидрогеологических особенностей 

рассматриваемого участка выбирают комплекс инженерно мелиоративных мероприятий по предотвращению или устранению нежелательного воздействия 
подземных вод.

В расчетной схеме осушения должно отображаться:

гидрогеологический разрез, на котором показаны все грунтовые и во
доносные пласты 
до условного водоупора, послойные коэффициенты 

фильтрации грунтов, существующий максимальный и минимальный уровень грунтовых вод (УГВ);

заданный уровень грунтовых вод;
схема размещения предполагаемой дренажной системы;
конструктивная схема и предварительные параметры дренажной системы;
показана область питания грунтовых вод.

Областью питания может быть:
- фильтрация из каналов и водохранилищ;
- подтопление за счѐт осадков или таяния снега (инфильтрация);
- различные утечки из ГТС или трубопроводов;
- пониженные отметки территории.
- естественное состояние водоносного пласта при неизвестной области питания.
Вертикальный дренаж — один из самых распространенных способов по
нижения уровня грунтовых вод (УГВ). При глубоком залегании водоупора и 
значительной водопроницаемости грунтов (коэффициент фильтрации k>5 
м/сут.) для снижения грунтовых вод применяют вертикальные дренажи в виде
одной или ряда вертикальных дренажных скважин, из которых производится 
откачка воды, что обеспечивает снижение уровня грунтовых вод в пределах депрессионной кривой вокруг скважины (рис.1.1). 

Рис.1.1. Схема действия вертикального дренажа 

1 — водоносный горизонт (пласт); 2 — водоупор; 3 — депрессионная кривая; 4 — рабочая 

часть скважины — обсадные трубы, насос, фильтр.

Вертикальный дренаж представляет собой вертикальную скважину в водо
носной толще, оборудованную обсадной, как правило, металлической трубой с 
глухой и фильтровой частями, погружным насосом в комплекте с водоподъемными и водоотводящими трубами.

Скважина является главным элементом вертикального дренажа. От ее ра
боты зависит нормальное функционирование всей дренажной системы. Основные конструктивные элементы скважины показаны на рис. 1.1 и 1.2 . 

Понижение уровня грунтовых вод происходит за счѐт того, что постоянно 

поступающая в скважину через ее фильтровую часть грунтовая вода откачивается насосом и по трубам отводится за пределы осушаемой территории. Вертикальный дренаж применяется в случае необходимости значительного снижения уровня грунтовых вод (более 1 метра). С помощью вертикального дренажа 
осуществляется водопонижение при строительстве и эксплуатации гидротехнических, промышленных и гражданских объектов. 

На  рис.1.3 показана надземная часть водопонизительной  установки  —

скважина вертикального дренажа на строительном объекте. Подземная часть 
скважины, ее оборудование и  полная конструктивная схема представлены на 
рис. 1.2.

От устья скважины грунтовая вода по трубчатой системе отводится за пре
делы строительной площадки.

Рис.1.2. Конструктивная схема скважины вертикального дренажа

1 -направляющий кондуктор; 2 — гравийно-песчаная засыпка; 3 — местный грунт; 4 —

фильтровая часть обсадной трубы; 5 — колодец-отстойник; 6 — насос, состоящий из двигателя  В и лопастей А (см. приложение1); 7 — муфта; 8 — направляющие фонари; 9 — водоподъемные трубы; 10 — обсадная труба; 11 — пьезометр для замера уровня воды в обсыпке; 

12 — пьезометр для замера уровня воды в скважине.

При работе одной или нескольких скважин в расчетном режиме на расчет
ной площади, например в котловане, достигается заданное водопонижение 
уровня грунтовых вод. 

В строительной практике такой производственный прием называется 

«осушение строительного котлована». Это хорошо просматривается на рис. 1.3.

Рис.1.3. Водопонижение на строительном объекте.

В центре скважина вертикального дренажа с отводящей системой. 

В правом нижнем углу строительный котлован

Расчетное задание №1

Составить расчетную схему для вертикального дренажа — одиночной со
вершенной скважины при однослойном безнапорном водоносном пласте. При 
составлении  расчетной схемы следует назначить и показать: заданную норму 
осушения hн.о, диаметр скважины dскв, глубину  скважины с учетом размещения 
отстойника. Размещение фильтра с  использованием высотных относительных
отметок при заданной толщине водоносного слоя Н, отметки водоупора и отметки территории площадки.

Исходные данные для всех вариантов:

отметка территории площадки 131,50;
отметка водоупора 117,50; 
глубина заложения фундамента (дно котлована) hф = 6,5 м;
высота динамического уровня воды в скважине h0 = 4,5 м;
коэффициент фильтрации к = 20 м/сут (название и характеристику 

грунта водоносного пласта по заданному коэффициенту фильтрации дать 
самостоятельно);

статический напор (мощность грунтового потока) Н = 12,5 м;
диаметр обсадной трубы dтр = 0,2 м;
толщина фильтровой обсыпки tобс = 0,1 м;
глубина колодца-отстойника hотст =1 м;

Пример выполнения задания №1

Выполнение задания сводится к построению расчетной гидрогеологиче
ской схемы по исходным данным.

Назначается отметка существующего уровня грунтовых вод (УГВ): 117,0 –

12,5 = 130.00 (только для рассматриваемого примера);

Определяется норма осушения hн.о = hф = 6.5 м (в данном примере без 

учета капиллярного поднятия воды и без запаса).

Подсчитывается отметка  заложения фундамента: отм.тер. — hф = 131,00 –

6,5 = 125,00. 

Подсчитывается статический напор Н = (отм.сущ.УГВ – отм. водоупора) = 

117,50 – 113,00 = 12,50 м;

Назначается отметка динамического уровня воды в скважине: 117,5 + 4,5 = 122,0;
Определяется диаметр скважины с учетом фильтрационной обсыпки: dскв = 

d0 + 2tобс = 0,2 + (0.1*2) = 0,4 м.

Все подсчитанные отметки, глубины и размеры скважины показываются 

на расчетной схеме (рис.1.4).

0

0

+125.00 (залож. фунд.)

К=20.0 м/сут

+117.50 (водоупор)

+131.50 (терр.)

+130.00 (сущ. УГВ)

Рис.1.4. Пример построения расчетной схемы

скважины вертикального дренажа

Варианты задания № 1

Варианты
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Н, м
14,9
19,2
29,5
18,3
49,1
18,2
49,4
25,0
28,08 15,0 20,0 17,0

Варианты
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Н, м
48,0
49,8
50,0
28,0
47,9
49,3
13,7
21,0
14,0
16,0 48,6 19,0

При построении расчетной схемы назначение отметок вести от отмет
ки территории +131.50 и отметки водоупора + 117,50.

Назначить и показать на схеме отметки: существующего уровня грун
товых вод (отм.сущ. УГВ), дна отстойника (низа скважины), верха фильтра, 
водоупора.