第三章3.5排水工程设计ppt课件

，1，排水工程设计，2，1，水对滑坡的影响机制表明，超过99%的滑坡与地下水的活动有关，“没有水的滑动”、“10-9-水”等图像主要表现在水对滑坡的重要“贡献”作用、物理功能和机械作用上。认识到水对滑坡稳定性的影响，在滑坡防治中具有指导意义。3，1，水对滑坡的影响机制、化学作用、滑坡的化学作用主要表现在离子交换、溶解、溶解、水化等方面。改变土体的特性，改变滑架或滑架的强度，降低土体的稳定性，是随着时间的推移进行定量积累的过程。离子交换：粘土矿物，如高岭石、蒙脱土、伊利诺州、绿石和有机物。地下水和岩石之间的离子交换改变了岩石和土壤的结构，影响了岩石和土壤的机械性质，溶解了。地下水中的各种离子大部分是溶出溶解产生的。可溶岩的侵蚀性地下水-石灰岩、白云石、石膏、岩盐等的溶解、介溶裂缝、裂隙、洞穴、岩体和渗透性增加；水化：水渗透岩石和土壤的矿物晶格框架，或水分子附着在可溶岩的离子上，因此岩石结构发生了微观、微观和宏观变化，使岩石和岩石风化作用就是水化作用引起的，还有膨胀性土壤。4，1，水对滑坡的影响机制，物理作用，冲刷作用：坡面被流水冲刷，带走沉积物，破坏植被，诱导坡面径流更容易渗透。优化坡脚，更改倾斜主体的原始稳定坡型，使倾斜主体整体下降。降雨形成的地表水径流改造坡面表面，甚至形成各种类型的沟网或分解坡面。水引起的滑坡的物理作用一般表现为冲刷、润滑、软化等。通过改变土体结构、物理状态特性，然后改变滑架或滑架的强度，降低土体稳定性，这一作用部分可以恢复，部分可以继续积累。润滑效果：岩石和土壤的未固结沉积物和土壤的颗粒表面，或在岩石的裂纹表面、连接表面和破损等不连续表面边界上生成润滑，从而减少不连续性面摩擦阻力的岩石和土壤的水。这一过程尤其明显，因为斜坡发生降雨入渗，地下水面上升到滑动面。软化和泥化：地下水引起的地面软化和泥化主要表现为风化或结构破坏导致的地面结构急剧变化，以及地下水长期作用下的细泥粉碎。主要表现为土壤和岩石结构面含水量对冲积物的固-塑性状态的液体弱化效应。5，1，水对滑坡的影响机制、机械作用、水对滑坡的机械效应主要通过水压和水压作用影响岩石和土壤的机械性质。在裂隙岩体中，孔隙静水压可以使裂缝膨胀变形。孔隙水压力的变化可以减少有效应力，降低地面强度可以恢复。，静水压的影响：描述了孔隙水压力对地面强度影响的有效应力原理，流体压力的影响：地下水渗流时土体发生渗透力，动水压的方向与渗流方向一致，大小与水压梯度成正比6，粘性非倾斜，1)微单元a磁中3360w=v，2)，7，7，时=1.0，自然静止角度，安全系数与土壤容差无关。与选择的微单元大小无关。想法：在干燥坡度和静态水下坡时，如果不发生变化，Fs会有什么变化，与斜坡上的任何点或斜坡平行的所有滑动面的安全系数Fs都是相同的，一，水对滑坡的影响机制，机械作用，8，正常蓄水土坝下游，水位骤降的土坝上游，逸出部分，一，水对滑坡的影响机制，机械作用。9，a，(1)自重：渗透力： (方向：平行于坡度)，(2)滑动动力：(3)防滑力：(4)防滑安全系数：微单元，10，讨论：也就是说，原来有稳定的斜坡，无论选择的v大小如何，在沿斜坡泄漏时都可能被破坏。也就是说，此斜度的每个点处的安全系数相同，与无泄漏的比较Fs减少了近两倍。 11、排水是滑坡治理工程中的重要措施。实践证明，排水对提高滑坡稳定性有很重要的作用，通常是比较经济的施工方案。水是滑坡的主要原因之一，为了防止岩体抗剪强度下降，必须控制地表水和地下水。因此，排水工程是治疗滑坡病的重要内容。滑坡处理中，要以“阻断、排及引导”为原则建造排水工程。一般建造的排水建筑可分为地表排水建筑和地下排水建筑两种主要类型。指标排水项目水力设计，首先是排水系统的每个主要、分支沟段控制流域面积分区计算和设计根据降雨强度，进行各主要、分支沟流和水运；在此基础上，确定汇流横断面和过流容量。决定集水区横断面时，请考虑表面渠道的堵塞，以盲系数1.5选取横断面横断面。横截面增加了1.5倍。12，2，表面排水工程设计，水文计算，地表水交换流量计算方法有很多，包括推理方法、统计分析、区域分析或现场评价方法。使用推理方法确定降雨吸收的公式如下：地表水计算，道路排水设计代码JYJ018-2006，13，我国目前使用恒定均匀流推断公式计算降雨设计流。恒定均匀流推断公式基于以下假设：1、整个水槽区域降雨量分布均匀。2、降雨强度在选定的降雨期间保持不变。3、流形时间上的缩痕区域速度是恒定的。推论公式适用于小规模排水系统的计算，应用于大规模排水系统的计算时，会产生大误差。如果汇水面积大于2km2，则必须使用数学模型确定雨水设计流量。室外排水设计代码GB50014J-2006，14，案例3.5.1已知张家湾滑坡排水H3，吸收面积18700平方米，径流系数0.7，设计再现期间和降雨总计平均降雨强度380.94L/(sha)，根据道路排水设计规范的地表水。f=18700 1321gm=0.0187km 2，q=380.94 l/(sha)=380.94106/(1/60010)=2.286mm/min，15，范例3.5.2，根据室外排水设计规格寻找地表径流，即张家湾滑坡H3、吸收面积18700平方米、径流系数0.7、设计再现期间和降雨持续期间的平均降雨强度380.94L/(sha)。，公路排水设计规范，q=380.940.71.87=498l/s，16，确定地表水计算公式参数，设计再现期间和降雨持续时间的平均降雨强度(mm/min)，道路排水设计代码JYJ018-2006，q-降雨强度(如果有气象数据)，17、室外排水设计代码GB50014J-2006，三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求。18、案例3.5.3张家湾滑坡排水3、降雨持续16.93分钟、流域H3设计暴雨强度。(暴雨重现期间25a)，室外排水设计规范，=380.94L/(sha)，19，没有气象信息时q-降雨强度，道路排水设计代码jyj 018-2006，20，21，22，23、张家湾滑坡排水H3，降雨持续16.93min，流域H3设计暴雨强度，又名案例3.5.4。(暴雨重现期间15a)、chaq5，10等值线图(图9.17-1)q5，10=2.0mm/min、再现期间转换系数(表9.17-1)c15=1.27、C60等值线图，24，p-设计再现期间，确定地表水计算公式相关参数，室外排水设计代码GB50014J-2006，25，表3是我国当前优秀水道设计再现期与发达国家及地区的比较。美国、日本等国家对城市防涝设施进行了大量投资，城市雨水排水管设计再现期一般为5 10年。美国州指定排水系统的设计再现时间为100年，排水系统的其他设备指定不同的设计再现时间。雨水排水管设计再现期应根据会水地区的特性、城市类型、地形特性及气候特性等，在技术和经济比较后，与发达国家相比，我国的设计标准较低。26，p设计再现期间，威胁重要建筑物的滑坡，设计降雨再现期间优选15年，一般建筑物的滑坡威胁，设计降雨再现期间优选10年。对于多雨地区或特殊地区，可以根据需要适当地增加降雨再现时间。三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求设计降雨重现期25年，道路排水设计代码jyj 018-2006。27，t-降雨持续时间，确定地表水计算公式相关参数，降雨持续时间为流域内坡度汇流持续时间和流域内汇流持续时间，室外排水设计代码GB50014J-2006，28 .28，室外排水设计代码GB50014J-2006，29，三峡库区地质灾害防治工程设计技术要求，减少系数m是基于前苏联相关研究结果的资料。近年来，我国多个地区发生了严重的洪涝现象，对人民的生活和生产产生了极大的不利影响。为了防止或减少类似事件，需要提高城市排水管设计标准，在降雨总计计算公式中使用减少系数来降低设计标准。发达国家一般不使用减法系数。为了有效应对频繁的城市暴雨淹没灾害，提高我国城市排水安全，GB修订取消减少系数m，30，道路排水设计代码jyj 018-2006，t-降雨持续，31，名为案例3 . 5 . 5 . 5的张家湾滑坡排水H3，地面集水距离250米，坡率0.2，坡度汇流时间三峡库区地质灾害防治设计计算要求，T1=L1/v1=250/0.3/60=13.89mm，32，道路排水设计规范jy018-2006，t-降雨持续时间，33，V1=200.011 0.6=1.34，v2=200.471 0.6=12.73，T2=90，34，-迳流系数，室外排水设计准则GB50014J-2006，35，室外排水设计准则gb50014j-2006，-径流系数，降雨强度，降雨历时，表面复盖状况，土壤物种和湿度等多种因素可通过现场测试确定，但目前大多数国家直接根据当前惠水地区的表面特性检查表选择。36，道路排水设计代码JYJ018-2006，37，38、案例3.5.6张家湾滑坡排水H3、地表水、39，二是地表排水工程设计，水力计算，排水管的流量，沟渠和管道的水力计算，根据设计流确定沟渠和管道所需横断面的大小，以及确保水流速度在允许范围内。室外排水设计规范GB50014J-2006，40，室外排水设计条件GB50014J-2006，排水管流量，41，42，43，室外排水设计条件GB50014J-2006，排水管粗糙度系数，44，道路排水设计规范JYJ018-2006，排水管粗糙度系数，45，灌溉和排水工程设计代码GB 50248-99，排水管的粗糙系数，46，灌溉和排水工程设计代码GB 50248-99，排水管的粗糙系数，47，排水管的填充和超高，室外排水设计代码GB50014J-2006，48，排水管的最小和最大速度，室外排水设计代码GB50014J-2006，道路排水设计代码JYJ018-2006，49，道路排水设计代码JYJ018-2006，50，案例3.5.7张家湾滑坡排水H3，吸水498L/s，设计排水口净剖面尺寸。梯形截面，m=0.2，使用浆砌块石结构的出水口。粗糙系数n=0.025，51，1，草稿横截面为梯形，井底宽度为0.6米，水深为0.5米，溢流面积为A0=，A0=(0 . 6 . 0 . 2)0.6/20.5=，52，2，表面排水工程设计，表面排水系统布置，滑坡区域内的雨水迅速收集到滑坡区域外，为了防止或减少地表水渗透者，增加滑坡水的减少力，为了减少地面剪切强度，为了防止山体滑坡中的树木枝，为了防止水的渗透，山体滑坡中也要充分利用自然沟，布置成树枝排水系统，使水流聚集在一起。集水区配置图，53、石榴树包滑坡排水工程布局。54，55、王家坪滑坡地表排水布局。56、黄蜡石表面排水工程，57、表面排水口布置：，两侧布置堵沟，沿着滑坡后缘和可能的裂缝拦截渗透水道；，在泉水排放口设置排水口，减少泉水的二次渗透。，如果需要在土坡上放置汇流，则应放置渗透系数(渗透率)发生变化的分区、坡度纵坡变化部布局，以减少降雨渗透。土沙后尾和滑坡可以使用环形截流沟、沟渠、排水隧道、倾斜排水沟和其他表面和地下排水措施。环形截骨球应安装在滑坡后缘为裂缝5米以外的稳定斜坡上。二是表面排水工程设计，表面排水系统布置，58、二、曲面排水工程设计、流域结构和辅助结构、流域结构、59、落水阶段，第二，表面排水工程设计，流域辅助结构，设计沟渠的纵坡应根据沟槽线、地形、地质和与山洪山谷的连接条件等确定。如果自然纵断面坡度大于1: 20或本端高度差很大，则需要设定陡峭坡度或落水。60、耗能器下降到井下，陡坡和平缓边坡连接截面曲线应根据水力学计算确定。落水和陡坡下游应使用消能防冲措施。落数差异在5米以内时，应使用单级落数。如果落水差异大于5m，则应使用多级落水。61、沉淀池、沉淀池出口段在两侧使用均匀收缩的对称布置出口段的长度优选流量收缩角，如有必要，应在出口处设置叠层梁活动楼板