DRENAJ

7/11/2019 DRENAJ

http://slidepdf.com/reader/full/drenaj 1/13

Sistemul de drenaj orizontal tubular este destinat de a evita, sau astopa detormaţiile active pe versanţi ca rezultat a amplasării geologicea structurilor. În afara de aceasta sistemul de drenaj orizontalcontribuie la:

Creşterea stabilităţii versanţilor la menţinerea nivelului apelor

subterane lai o cota de calcul; la Crearea condiţiilor normale deexploatare a obiectelor, a reţelelor inginereşti sau a terenurilor agricoleamplasate in localitatea data. Sistemele de drenaj orizontal folosite dese împart in:

Principale care au rol de a mari coeficientul de stabilitate aversantului pâna la 3-5 ori.

Auxiliare, care în combinaţie cu alte sisteme (mecanice),contribuie la menţinerea nivelurilor constante ale apelorsubterane.

Sistemul de drenaj orizontal se proiectează pe baza unui şir de dateiniţiale, investigaţii şi prospecţiuni cum ar fi:

Amplasarea geologica a terenului;

Amplasarea straturilor permiabile si impermiabile,grosimea lor;

Proprietăţile de filtrare a solului;

Compoziţia granulometrica a stratului permiabil;Valoarea precipitaţiilor atmosferice;Date hidrologice privind hidrograful;• Prezenţa izvoarelor.Sistemul de drenaj orizontal folosit in prezent se împarte în:

1. Drenaj perfect, cinci drenuri se aşează direct pe stratulimpermeabil.

Drenaj imperfect, cinci drenuri se afla mai sus de stratul impermeabil.

Scheme de drenaj

7/11/2019 DRENAJ


Fig.1 Schema drenajului orizontal tubular 1 Filtru_ invers cir 2 straturi2 Conducta de drenaj.3 Linia de depresie4 Materialul filtrant

Fig. 2 Drenaj orizontal radial

1 Conductele de drenaj2 Nivelul apelor subterane

3,4 Linia de depresie intre două fântâni colectoare5 Poziţie de contact a suprafetelor predespuse spre alun6 Fântână colectoare7 1. Filtru

Fig. 3 Schema de drenaj orizontal tubular

1 Conducta orizontala de drenaj2 Nivelul apelor subterane pina la instalarea drenajului3 Nivelul apelor subterane după instalarea drenajului4 Fântâna de acumulare

Fig. 4 Schema de drenaj combinat. Drenaj tubular cu perete derezistenţă.

7/11/2019 DRENAJ


1 perete de rezistenta2 conducta3 linia de depresie4 drenaj tubular 5 suprafaţa solului

Date iniţiale pentru proiect

1 Suprăfaţa bazinului. F =3,3 ha2 Înălţimea stratului de drenaj. q = 9,0 nun/zi3 Coeficient de filtratie a pamintuluL. K f = 5,0 m/zi

4 Sarcina maxima efectiva. Hd = 4,7 m5

6 Coeficientul de filtratie a materialului. K mat = 31 m/zi7 Grosimea stratului filtrant δ = 0.023 m8 Coefiicient de neomogenitate a materialului, n = 7.19 Valoarea. D50 = 1,19

10 Distanta de la axul drenului pina la impermiabil T= 1,65 m11 Distanta de la suprafaţa libera, a apei la suprafaţa

solului. α = 0,97 m

Tipul conductelor: de polietilena cu perforaţii dreptunghiulare

Elementede proiectare a drenajului

Materialele de drenaj si alegerea lor.Din punct de vedere constructiv drenajul subteran se poate realiza sub2 metode:

-prin forjare se execută drenuri verticale-prin canale, galerii, conducte - SP.U tuburi rirenante se executădrenajul orizontal

Un sistem de drenaj orizontal este alcătuit din:

Drenuri absorbante captează apa subterană an exces şi o evacuează îndrenurile colectoare. Drenurile colectează apa şi o transportă. Ele sunt

alcătuite din tuburi drenate şi material filtrant. Tubul drenat esteprevăzut cu orifîcii pentru accesul apei.

Drenuri colectoare primesc apa captată de drenurile absorbante şi otransportă la canalele de evacuare aceste drenuri sunt prevăzute cuprefiri i deci ele pot capta, si apă Drenuri de intercepţie captează apasubterană ,provenită de la surse învecinate perimetrului drenant.Canale de evacure colectează apa de la drenurile colectoare în reţeaua

7/11/2019 DRENAJ


hidrografică.

În agricultură drenajul orizontal se foloseşte pentru micşorarea coteiapelor subterane în localitatea din apropierea cursului de apă în scopulfolosirii acestor terenuri pentru cultivare. Calculul de filtraţie seefectuiază în baza legii principale a filtraţiei laminare, legea Darcy,

care este aplicabilă la micşorarea curenţilor de filtraţie prin poriipământului, cât şi legea filtraţiei turbulente care sunt aplicabile lamişcarea curentului prin materialul filtrant.

Determinarea distantei dintre drenajuril . Drenaj imperfect

2. Drenaj perfect

q – înălţimea stratului de drenaj T – distanţa de la axa drenului până la stratul impermeabil.K –coeficient de filtraţie.

Schema de calcul pentru determinarea distanţei

Calculam distanta intra drenuri, B pentru drenaj perfect:

7/11/2019 DRENAJ


=⋅=⋅=0.9

0.57.422

q

k H B

f

d

7.00 m

În cazul când drenurile se află aproape de stratul impermeabil distanţase exprimă prin formula lui S.Averianov:

=⋅⋅⋅⋅

=⋅⋅⋅

= ''

0.9

65.17.40.522

22 α α

q

T H K B

d f

3,61

( )

=

⋅⋅+

+=

]2sin

1lg94.2[)2(1

21'

T DbT

T H d

π

α

0,38=+= α d H b 4.7+0.97=5.67

În cazul când stratul impermeabil se află la adâncimi mari (B/T<3) sefoloseşte o altă formulă a lui Averianov:

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅= D H

bq H K B

d

d f 2

2lg/)(

π π

=7,26 m

Am folosit următoarele notaţii:

B Distanţa dintre drenuri, mHd Sarcina maxima efectiva.

α Distanta de la suprafaţa libera a apei la suprafaţasolului

Kf Coeficient de filtraţie al pământului

T Distanţa de la axul drenului pina la stratulimpermeabil

D Diametrul exterior al drenajului, m

In cazul când avem câteva straturi cu permiabilitatea diferita,coeficientul de filtraţie K se calculează astfel:

nn K l K l K l

L K

+++=

...2211

unde: L1,l2,ln – grosimea stratului, m

L - distanta dintre suprafaţa solului si stratul impermiabilK1,K2...Kn -coeficientul fiecărui strat

7/11/2019 DRENAJ


Determinarea debitului drenului

Debitul liniar se calculează conform formulei

654.06.453/7.452/2 0 −⋅⋅=Φ−Φ⋅⋅= π π id f lin H K Q=0.32 m3/zi

05.0/67.54/40 ⋅==Φ Db = 453,6

unde Ф0 – rezistenţa de filtraţie a drenului ideal

In cazul nostru avem drenaj din plastic cu perforaţii

a -dreptunghiulare b - circulare

Pentru conducte din polietilenă cu perforaţii dreptunghiulare avem:

τ

δ

l n

SD

l n

S

K

K

D

D

K

K

mat

f

mat

f

i ⋅⋅

⋅⋅⋅+

+⋅

−=Φ 2

lg6.42

lg13.2

=0,654 Pentru conductedin polietilenă cu perforaţii circulare avem:

( )033.10066.0()(

101.14.492lg13.2Ф

5.4

0

82.1

0i +⋅⋅

+⋅⋅+

+⋅

−=

−

d sn

d

K

K

D

D

K

K

mat

f

mat

f δ

Фi – creşterea rezistenţei de filtraţie condiţionată de filtru, parametriilui şi grosimea, configuraţia tuburilor de drenaj.

7/11/2019 DRENAJ


D=0,05m Diametrul exterior al conductei de drenaj, mδ Grosimea filtrului, m = 0,023S Pasul perforaţiei = 0,15 ml lungimea = 0,05 m

n numărul rândurilor perforaţiei = 4τ lăţimea = 0,005 m

N=n/s cantitatea de perforaţii pentru 1 metrud0 Diametrul găurilor perforaţiei = 0,005 m

Kmat Coeficientul de filtra ie a materialului

Am folosit următoarele notaţii

Unele caracteristici ale conductelor de drenaj din polietilenă

Diametrul exterior D,mm

Diametrul interior d, mm

Grosimea peretelui? , mm

40 37,20 1,4+0,450 47,00 1,5+0,463 59,60 1,7+0,475 71,00 2,0+0,590 85,60 2,2+0,6

110 104,60 2,7+0,8125 119,00 3,0+0,8140 133,00 3,5+0,9

Conducte de polietilenă netede

Fig. 6 Schema funcţionarii hidraulice a drenajului orizontal.

7/11/2019 DRENAJ


1 Oglinda apelor 2 poziţia superioara a curentului de filtratie3 suprafaţa pământului

Distanta dintre drenajuri se calculează in baza datelor teoretice despremişcarea apei in porii care se socoate uniforma si staţionara. In acest

caz avem fîltratie laminara cu alimentare de suprafaţa; q, graniţasuperioara a schemei de filtratie este suprafaţa solului, cea inferioaraeste stratul impermiabil.

Materiale pentru Execuţia Drenului

La executarea sistemului de drenaj orizontal se foloseşte o gama largăde materiale de construcţie (ciment, otel. beton, confecţii metalice,lemn), ponderea cea mai mare avand-o materialele specifice acestorlucrări, tuburile de drenaj si filtrele. De alegerea corecta a materialelorde drenaj depinde in mod hotaritor. atât parametrii proiectaţi cit sidurata funcţionarii. Tuburile de drenaj pot avea diferite lungimi si

parametri ca exemplu cele din ceramica au 0.3 - O.S m. lungime, celedin plastic l - 6. Forma secţiunii transversale poate fi cilindricăpoliedrica, ovala. Ultimii 20 de ani au căpătat o raspindire maretuburile de mase plastice, datorita duratei mari de funcţionare(policlorura de ventil, polietilena de mare densitate)

Avantajele tuburilor de drenaj sunt:

Capacitatea de transport cu masa 20...30% mai mare decit a celei dinceramica, datorita rugozităţii mici.

Sistemul orizontal de drenaj Tuburile de plastic sunt mai puţin influenţate de tasări, mişcări alescoarţei.Posibilitatea mecanizării lucrărilor.Gradul de mecanizare.Masa materialului transportat de 40 de ori mică, iar cheltuielile de 4-6ori.

7/11/2019 DRENAJ


Calculul hidraulic al sistemului de drenaj orizontal tubular

In dependenta de date hidrologice si factorii climaterici , condiţiile delucru a drenajului tubular orizontal se schimbă atât anual cit si indecursul a mai multor ani.

In cazul acţiunii atmosferice adică după topirea zăpezilor, vânturile deprimăvară, ploile intensive de toamna, drenajul lucrează neîntrerupt. Inaceste perioade nivelul apei granulare aproape coincide cu nivelulpământului. Astfel sarcina drenajului este maximală. Debitul drenajuluisi viteza mişcării apei in tuburi la fel maximal.

Calculul hidraulic ai sistemul de drenaj orizontal tubular consta indeterminarea diametrului drenului, adâncimea umplerii cu apă sicercetarea vitezei de mişcare.

Valoarea Q(m3/s) cu suprafaţa bazinului F, care trec in canalul colectorsunt legate prin relaţia:

Q = q*F

Pentru calcularea debitului unui drenaj Qd (m3/zi) se utilizează relaţia :

=⋅= d lind l QQ 0,32 m/zi*Eld

Dacă drenurile sunt aranjate la distanţa B una de alta, atunci sumadebitului pe toate drenurile este:

=⋅== ∑=

532.01

l

nd lin sum l QQ

1.6 = sumQ 1.6

∑=

l

nd l

1 - suma lungimii tuturor drenurilor (5 drenuri)

Diametrul interior d, a drenului se calculează după formula:

V=0,7 m/s=

⋅⋅

=V

Qd d

π

4

0.76

În cazul când in apropierea drenului lipseşte căminul de vizitare, se

instalează canal, cel mai des trapezoidal

Forma canalului prismatic de evacuare

7/11/2019 DRENAJ


Calculul se efectuiază în baza ecuaţiei lui Ghezy RI AC Q =

A -aria secţiunii A=h(b+mh)C - coeficientul Iui Chezy C=1/n*R1/6R -raza hidraulică R=A/PI - panta piezometrică I=0.0001

P - perimetrul udat212 mhb P ++=

n – rugozitatea n=0.025 m=2 b=6.1Nr. h(m) b(m) A (m2) P (m) R (m) C Q (m3/s)

1 0,5 0,6 0,8 2,8361 0,2821 49,393 0,20992 1,0 0,7 2,7 5,1721 0,522 44,577 0,86963 1,5 0,8 5,7 7,5082 0,7592 41,88 2,07994 2,0 0,9 9,8 9,8443 0,9955 40,03 3,9141

Se construeşte graficul dependentei h de Q h(Q)

Dependenţa h de Q

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 1 2 3 4 5

Q (m3/s)

h ( m )

7/11/2019 DRENAJ


Guri de evacuare

In cazul colectoarelor de tip deschis drenurile absorbante pot fi

descărcate direct pe guri de evacuare. Tot prin guri de evacuare dar dediametrul mai mari descarcă si drenuri colectoare.

Fig. 7. Guri prefabricate pentru evacuarea drenului

1 gura prefabricată din beton2 tub record3 mufa pentru record.4 drenaj ceramic

În terenurile instabile in care taluzurile colectoare deschise au tendinţade degradare prin alunecări ce au loc îndeosebi primăvara, gurile dedescărcare ale drenului trebuie bine consolidate, astfel mărind costul

Alegerea şi calculul filtrului:

Filtrele drenajului tubular se împart în:

1. Din materiale locale (materiale granulare):2. Din materiale plastice (pinza sticîata)

Principala condiţie dictată faţă de materialul filtrant este

permeabilitatea înaltă a lui cu respectarea următoarelor condiţiiAlegerea filtrului se reduce la determinarea compoziteigranulometrice care satisface condiţia de nepătrundere a particulelorde pământ prin filtru.Condiţia de nepătrundere a particulelor depământ prin filtru

a) După valoarea lui τ se calculează:

D60%=(0,4 - 0,8)τ=0.6*0.005=0.003

b) Coeficientul de neomogenitate granulară trebuie să fie:10≤φ η

7/11/2019 DRENAJ


c) Calculăm diametrul mediu:

106060

10

D D D ==

φ η =0.0003

d) Diametrul maximal al granulelor materialului filtrant

Dmax=(3 - 5)τ= 005.04 ⋅ =0.02

D50=(8 – 12)d50= 19.110 ⋅ =11.9

e) Determinam viteza de filtratie a materialului filtrant:

Vmatf= ( )225050 9.1119.1311000)(1000 ⋅⋅=⋅⋅ Dd K mat

Vmat=310Funcţiile şi necesităţile filtrului

Necesitatea filtrului este o problema mult discutatăde specialişti. Pentru a o putea aborda trebuie mai întâi de precizatcare sunt funcţiile filtrului. Filtrul drenului are 2 funcţii importante, Ifuncţie constă in reducerea rezistentei hidraulice la curgerea apeispre drenaj absorbante rezistente datorita curbării si concentrăriiliniilor da curent (Fig.8 a) în apropierea drenului unde secţiunea decurgere se micşorează foarte mult. Prin aşezarea între tub şi solul dedrenaj, unui material cu permeabilitate mai mare ca apa, creştesecţiunea de filtraţie şi corespunzător se reduce curbarea şi

concentrarea liniilor de curent (Fig.8 b) în aproprierea drenuluisecţiunea de curgere se micşorează foarte mult.

Fig.8 Spectrul hidraulic în procesul de fîltraţie a apei în zonaapropiată drenurii.

b)

Dren fără filtru Dren prevăzut cu filtru

7/11/2019 DRENAJ


1 Linii de egală presiune.2 Linii de curent3 Filtru.4 Orificii pentru intrarea apei

A II funcţie – protejarea drenului împotriva calmatării fizice şibiochimice, asigurând astfel păstrarea în timp a parametrilor de bază adrenului.

Powered by http://www.referat.ro/

cel mai tare site cu referate

DRENAJ

Documents

Transcript of DRENAJ