本计算以中央分隔带的渗沟为例,计算渗沟流量及明乐透水管管径的选用,并假定工程位于雨量充足的南方,分隔带回填土深度均处于水量饱和状态,分融带宽度为3米,分融带填土总厚度0.88米。
渗沟流量计算
根据《公路排水设计规范》JTJ018-97第8.3.1条,计算中央分隔带的渗沟流量。
Qs=K(Hc-hg)/(2rs)。(8.3.1-1)
Hc - 含水层内地下水位高度,本例取Hc=0.88m。
hg - 渗沟内的水流深度,取等于渗水管的直径0.075m。
rs=(Hc-hg)/Ⅰo,计得rs=5.91m,取分隔带宽度的一半,即1.50m。
Io=1/(3000*K),计得Ⅰo=0.1361。
k- 含水层材料的渗透系数,按不利值取粉砂,K=6*10-4cm/s。
将分项结果代入(8.3.1-1)式:
Qs=6*10-6*(0.88-0.075)/2/1.50
=1.538*10-6m/s
=1.538cm/s。
按25米设一横向出水管,渗沟三向渗水,则渗沟未端的最大流量为:
Q=1.538*25*3
=115cm/s
明乐透水管管径的选用
假设选用ф75mm 的明乐透水管,内径ф66mm,并只考虑1/2管径过水,其水力半径R=d/4=1.65cm,断面积=6.6D/8=17.10cm。
按谢才公式,流速V=RⅠ/n。n-管壁粗糙系数,明乐水透管取 n=0.010,I-为明乐透水管的纵坡,取设计的要求最小值Ⅰ=0.5%。则:
V=1.65*0.005/0.010
= 9.875cm/s。
可通过流量 Q=9.875*17.10
=169cm/s>Qs=115cm/s。
因此,可用ф 75mm的明乐透水管是完全满足排水要求的。
根据以上所得数据,计算出明乐透水管各种管径的流量数值与环刚度
规格(mm) | 内径(cm) | 水力半径(cm) | 断面积(cm2) | 流量数值Q(cm2/s) | 环刚度(kN/m2) |
ML-30 | 2.4 | 0.6 | 2.26 | 11.36 | ≥2 |
ML-48 | 4.1 | 1.025 | 6.6 | 47.44 | ≥2 |
ML-60 | 5.2 | 1.061 | 10.61 | 78.10 | ≥2 |
ML-75 | 6.6 | 1.65 | 17.10 | 169 | ≥1 |
ML-90 | 8.0 | 2.00 | 25.12 | 282 | ≥1 |
ML-110 | 9.9 | 2.475 | 38.47 | 498 | ≥0.5 |
ML-160 | 14.2 | 3.55 | 79.14 | 1252 | ≥0.5 |