Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемых участков под ряд наклонных плоскостей
Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемых участков под ряд наклонных плоскостей
Старший научный сотрудник
В результате лазерной площадной съемки поверхности орошаемого участка по квадратам 20х20 м получена информация о высотном положении точек снимаемой поверхности и их координаты в электронном виде для дальнейшей обработки.
Знание местоположения (координат) и высотных отметок точек на участке необходимы для определения объемов земляных работ при проведении планировки поверхности. Объем земляных работ должен быть минимальным и сбалансированным, т. е. объем срезаемого грунта (срезки) должен равняться объему насыпаемого грунта (насыпи). Данное условие-ограничение принимаем для расчетных целей. На практике же в зависимости от почвенно-грунтовых условий предусматривается превышение объемов срезки над объемами насыпи на 5-15 %.
Решение задачи возможно при представлении поверхности участка в виде плоскости Z = ax + by + d и отыскания минимума этой функции по частным производным параметров A, b, d приравненных нулю. Минимум функции и будет минимумом объемов земляных работ (срезки-насыпи). Такое решение оправдано при проектировании поверхности орошаемого участка относительно небольших размеров под одну наклонную плоскость. При проектировании участка площадью порядка 100 га под одну наклонную плоскость в большинстве случаев будут наблюдаться неоправданно значительные объемы земляных работ. Поэтому целесообразно проектирование поверхности под ряд наклонных плоскостей, удовлетворяющих требованиям орошения (дождевания, поверхностного полива) по геоморфологическим параметрам.
Рассмотрим случай проектирования поверхности представленной набором плоскостей, т. е. стороны смежных квадратов-плоскостей будут иметь одинаковые уклоны, равные угловые коэффициенты. Тогда схема для расчета будет иметь вид (рис. 1).
Рисунок 1 - Схема расчета поверхности
- проектируемые плоскости,
Г1, г2, г3, ... , гn, в1, в2, в3, ..., вn - шкала осей абсцисс и ординат
Т. к. смежные плоскости имеют равные угловые коэффициенты
, (1)
То искомая поверхность, состоящая из ряда плоскостей, примет вид
.
Искомая поверхность будет расположена ближе к каждой из точек съемки в том случае, если сумма квадратов отклонений будет наименьшей
, (2)
Где X, y - координаты отметок; ZM - высотные отметки поверхности съемки.
Величины X, y - постоянные. Необходимо найти параметры AI, bI, dI. Для этого определим частные производные от F по AI, BI, DI, приравняем их нулю и составим систему из N уравнений с N неизвестными.
Выразим свободные члены DВ1г2, dВ1г3, dВ1г2 и т. д. через DВ1г1.
Введем Д - протяженность проектируемого участка с постоянным уклоном.
Дальнейшие расчеты правомерны для участков квадратной формы.
Обозначим DВ1г1 = d1 и примем, что DВ1г2 = d12, dВ1г3 = d13, dВ2г1 = d21, dВ2г2 = d22, xВ1г1 = x11 и т. д.
После подстановки формул (1) и преобразования получим
. (3)
Подставляем (3) в функцию (2)
Топографический грунтовый орошаемый геоморфологический
.
Определим частные производные функции и приравняем их нулю.
Проведем преобразования в частных производных и представим их в виде функциональных рядов при параметрах A, b, Например, для
. (4)
И далее для всех частных производных.
В качестве примера возьмем часть орошаемого участка со следующими отметками (рис. 2).
Рисунок 2 - Топографический план части орошаемого участка
точки съемки с высотными отметками в см.
По формулам (4) вычисляем частные производные. Составляем систему 7 линейных уравнений с 7 неизвестными (A1, a2, a3, b1, b2, b3, d1)
И решаем ее матричным способом.
Определив искомые параметры
A1 = 0,005250, A2 = -0,001875, A3 = -0,002250,
B1 = 0,003625, B2 = 0,005875, B3 = 0,009625,
D1 = 0,088750, далее по формуле (3) вычисляем
D12 = 0,23125, D13 = 0,24625, D21 = 0,04375,
D22 = 0,18625, D23 = 0,20125, D31 = -0,10625, D32 = 0,03625, D33 = 0,05125.
Теперь нам известны параметры проектируемых наклонных плоскостей.
Угловые коэффициенты являются поперечными и продольными уклонами, по которым можно оценить приемлемость того или иного вида орошения. Вычисляем проектные отметки в точках съемки (рис. 3).
Рисунок 3 - План планировочных работ при проектировании поверхности под несколько наклонных плоскостей
Определяем объемы срезок и насыпей полученных наклонных плоскостей WСр = 43,0 м3, WН = 43,0 м3.
Цель, поставленной нами задачи, выполнена. Данное решение позволяет определить геоморфологические характеристики поверхности орошаемого участка, сбалансировать объемы грунтовых масс и минимизировать объемы срезок и насыпей.
Для сравнения запроектируем эту же поверхность (рис. 2) под одну наклонную плоскость, определив и свободные члены.
Вычислим A = 0,00015; B = 0,006325; D = 0,10450 и проектные отметки в точках съемки. Определим объемы срезок и насыпей наклонной плоскости WСр = 141,2 м3, WН = 141,2 м3.
Для приведенного примера объем земляных работ при проектировании под одну наклонную плоскость (W = 141,2 м3) больше чем в 3 раза объема земляных работ при проектировании под ряд наклонных плоскостей (W = 43,0 м3).
Похожие статьи
-
Расчет поправок на уширение земляного полотна в кривых участках пути В кривых участках пути земляное полотно уширяется в наружную сторону на величину...
-
Проектирование продольного профиля Продольный профиль запроектирован в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 Проектная линия нанесена по методу...
-
Основные объемы земляных работ определены в проекте участка новой автомобильной дороги по таблицам Митина и приводятся в таблице 3.3 Расчет поправок к...
-
Устанавливаем степень пригодности суглинка тяжелого песчанистый для устройства рабочего слоя земляного полотна: согласно СНиП 2.05.02-85 средняя величина...
-
- Разбивочные работы; - снятие растительного слоя толщиной 0,15 м с откосов и полосы уширения автогрейдером ДЗ-9; - разработка грунта откосов...
-
Длина захватки будет определяться расчетной скоростью потока, которая определяется для каждого вида распределения по формуле: Где LI - длина i-го участка...
-
Расход сточных вод между колодцами КК1, КК2,КК и ГК равен. Определим расход сточных вод NPTot=144*0,01=1,44 Тогда = 1,120 Определим : Определим :...
-
Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений [3]. Ригель опирается на колонну с помощью...
-
Вычисляем по формуле: ; Где d = h - a-7,5 = 300 - 25-7,5 = 267,5мм, =0.81, K2=0.416; Т. к. установка сжатой арматуры не требуется. Проверим выполнение...
-
I. Конструирование каркаса Для поперечного армирования принимаем конструктивно короткие каркасы, устанавливаемые в приопорных четвертях пролета панели...
-
Определение границ участков На основании ведомости попикетных основных объемов в таблице 1, на листе формата А1 под продольным профилем строим - график...
-
Полевое трассирование трассы Расстояния на трассе измеряют дважды. Сначала вместе с угловыми измерениями с помощью светодальномеров или мерных лент...
-
Расчет объемов земляных работ Площадь поперечного сечения F1 в начале участка находится как: , Где В - ширина насыпи поверху, определяется по категории...
-
Установление класса и технической категории дороги №п. п Марка автомобиля Содержание, % №п. п Марка автомобиля Содержание, % 1 Камаз 25 1 ВАЗ 10 2 ГАЗ...
-
Проектируем характерные поперечные профили земляного полотна. Конструкция поперечного профиля выбирается по типовому проекту (8) в следующей...
-
При составлении рабочих чертежей и сметы, различают три вида объемов земляных работ: - профильный - объемы отсеков земляного полотна, подсчитанные по...
-
Расчет вертикал ьной планировки - Проектирование полносборного жилого дома
Вертикальная планировка предполагает обработку поверхности территории в целях преобразования существующего на ней рельефа. Это инженерное мероприятие,...
-
В организациях должны быть разработаны и утверждены инструкции по охране труда как для работников отдельных профессий (электросварщиков, слесарей,...
-
Попикетная ведомость объемов земляных работ - Проектирование и расчет участка автомобильной дороги
Таблица 2 - Ведомость объемов земляных работ. Поперечник Крутизна откосов Рабочая отметка Расстояние между поперечниками Левая Правая 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
-
Определение основных объемов земляных работ Объемы земляного полотна зависит от типа поперечного профиля и величины рабочих отметок на прямых и кривых...
-
Подсчет объемов земляных работ - Проектирование и расчет участка автомобильной дороги
Объемы земляных работ определены с применением компьютерной программы с учетом поправок: - на разность рабочих отметок, - на устройство проезжей части, -...
-
Ведомость потребности в строительных конструкциях, изделиях, полуфабрикатах, основных материалах. № п. п. Наименование Единицы измерения Показатель 1....
-
В пролетах второстепенная балка армируется пространственными каркасами, состоящими из 2-х плоских каркасов. Рабочая (нижняя) продольная арматура: в...
-
Расчет экономических характеристик крана - Проект здания торгового комплекса
1. Определим среднечасовую эксплутационную производительность: Определим для крана СКГ - 60/100: Определим для крана КШ - 40: K1= 0,9 - коэффициент...
-
Определение объемов монтажных работ План с маркировкой монтажных элементов (см. Приложение 1), поперечный разрез (см. Приложение 2). Спецификация...
-
Определение направления использования снимаемого плодородного слоя с площади постоянного отвода устанавливается по условиям хозяйственной и экологической...
-
По данным ведомости откорректированных объемов построена диаграммы земляных работ (график пикетных объемов ). Объемы выемок и насыпей изображают в виде...
-
Организацию земляных дорожно-строительных работ проектируют при разработке линейного календарного графика производства работ, который является составной...
-
Определить число секций чугунного радиатора типа МС-140-108, установленного: На первом этаже 101-116 комнаты На втором этаже 201-216 комнаты На третьем...
-
Характеристика объекта Район строительства город Уфа. Назначение объекта: жилое 3-х этажное здание. Габариты здания: 32000*13000 Высота этажа 3 метра....
-
Расчет ригеля по прочности при действии поперечных сил производится на основе модели наклонных сечений. Ригель опирается на колонну с помощью консолей,...
-
При реконструкции земляного полотна предусмотрено его уширение на всем протяжении участка: ПК 63+00 - ПК 70+00. Уширение предусмотрено как с досыпкой...
-
Модуль упругости четырехслойной системы на поверхности нижнего слоя усиления определяем с помощью соотношений (4.9), (4.10), (4.11): Модуль упругости...
-
Схема Рис. 1. Схема подпорной стены Q = 15 кН/м H = 8,0 м B = 2.8 м D = 0.5 м H =1.0м Данные по грунтам Г = 1.91т/м3; КФ= 0,1934 см/год; ГS = 2,68 т/м3;...
-
Технический контроль качества - один из наиболее обязательных элементов производственного процесса. Каждое организационное звено, участвующее в...
-
Построение почасового графика работы машин Почасовой график вычерчивается согласно типовой сетки и представлен на листе 1. Заполнение графика...
-
Технологическая карта является обязательным элементом проекта производства работ (ППР). Работы могут проводиться только при наличии утвержденного ППР на...
-
Выбор участка для проектирования гостиниц - Проектирование гостиницы
Гостиничные комплексы представляют собой сложные, зачастую уникальные сооружения. Их размещение в планировочной структуре города является сложным и...
-
Определение внутренних усилий колонны от расчетных нагрузок Расчет проводим в программном комплексе "RADUGA-BETA". Расчетная схема аналогична схеме...
-
Максимальная расчетная поперечная сила: VSd = 216,7 кН, диаметр поперечных стержней устанавливают из условия сварки их с продольной арматурой диаметром...
Расчет геоморфологических характеристик при проектировании поверхности орошаемых участков под ряд наклонных плоскостей