книги из ГПНТБ / Поляков А.В. Водоотвод и дренаж на аэродромах
.pdfА. В. ПОЛЯКОВ
629.137.9 П 542
ВОДООТВОД И ДРЕНАЖ НА АЭРОДРОМАХ
ЛВИКА
н.Л Ф .Можайского
лен и н гра д с к а я в о ен н а я и н ж ен ерн а я к расн о зн а м ен н а я
АКАДЕМИЯ имени А. Ф. МОЖАЙСКОГО
Ленинград— 1966
УДК 625.712.65(075.8)
s b s t t
T f m
/14
54044
|
Технический редактор Г. Н. Казакова |
|
|
|
|
Корректор Г. В. Бульдяева и Г. С. Белова |
|
||
Подписано к печати 19.4.66 |
Печ. листов 29,5 + 2 вкл. |
Уч.-изд. листов 30 |
||
Зак. 992 |
Для внутриведомственной продажи цена 1 р. |
95 к. |
Г-946176 |
|
|
Типография ЛВИКА им. А. Ф. Можайского |
|
3
ОТ ШОРА .
В настоящей книге изложены вопросы проектирования водоот водных и дренажных систем на аэродромах. В книге рассмотрены общ е положения о проектировании водоотводных и дренажных си
стем, принципы расположения систем в плане и профиле, гидрав
лические расчеты систем, конструкции элементов систем и рас
чет конструкций элементов систем на прочность.
Внастоящее время многогранные вопросы проектирования во
доотвода и дренажа прочно вошли в практику аэродромного строи
тельства. Проект водоотвода и дренажа является неотъемлемой частью общего проекта на строительство аэродрома. Сбылись сло ва одного из первых консультантов в этой области, известного
гидравлика, академика Н.Н.Павловского, который в 1924 году при консультации водоотводных и дренажных мероприятий на аэродроме (г.Ленинград) говорил, что " . . . вопрос о гидрологии аэродромов
следовало бы вообще поставить в повестку дня наших научно-ис следовательских институтов ...п[зо[. С тех пор наукой и прак
тикой достигнуты большие успехи в этой отрасли знаний.
Влитературе в настоящее время отсутствует систематическое
ина современном уровне изложение вопросов водоотвода и дрена
жа на аэродромах. Имеющиеся книги дли недостаточно полны, или
взначительной мере устарели.
Попыткой устранения указанного недостатка в литературе
является настоящая книга.
При написании книги использованы современные данные научно-
исследовательских учреждений и проектных организаций, данные практики отечественного и зарубежного строительства аэродро
мов, учтены результаты работ отдельных исследователей. В книге
также нашли широкое отражение результаты многолетних исследо ваний автора в данной области (в главах У, П , УП, УШ и д р .) .
Книга рассчитана на слушателей академии и других учащихся
по специальности "Строительство аэродромов", а также может слу жить пособием для инженеров.
5
|
Г л а в а |
I |
|
|
|
ОБШИВ СЖ71ЕНИЯ О RO71H0H РЕЖИМЕ ГРУНТОВ ЛЕТНОГО |
|||
|
ПОЛЯ И МЕРОПРИЯТИЯХ ПО ВОДООТВОДУ И |
ДРЕНАЖУ |
||
|
§ I . ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О |
ВОДНОМ |
РЕЖИМЕ |
ГРУНТОВ |
|
Под водный рехиноы грунтов поникают ход изменения влажно |
|||
сти |
грунтов в течение года. |
Водный режим грунтов тесно свя |
||
зан |
с тепловым режимом. Водным режиме» |
грунтов, т .е . состоя |
нием их увлажнения, определяются несущая способность и деформа
ции грунтов, т .е . способность грунтов работать под нагрузками. От степени увлажнения грунтов зависят, таким образе», проходи мость грунтовых летных полос самолетами и прочность грунтов в основаниях покрытий. Величина влажности грунтов предопределяет глубину колей на грунтовом летном поле и деформативную способ ность грунтовых оснований покрытий.
Сопротивление грунтов нагрузкам (на задерненных и незадер ненных грунтах) уменьшается с увеличением влажности грунтов, т .е . с увеличением влажности падает несущая способность грун
товых летных полос и оснований покрытий. Увеличение влажности
приводит к увеличению деформаций грунтов. Принципиальный ха
рактер кривых зависимости несущей способности задерненных грун
товых поверхностей от влажности показан на рис.1.
Из рис.1 видно, что глинистая дернина при прочих равных
условиях прочнее, чем песчаная, однако с увеличением влажности
ее несущая способность ( т .е . сопротивление вдавливанию колес
самолета, автомашин и т .д .) непрерывно падает. Песчаная дер
нина при некотором увлажнении имеет увеличение прочности, но
затем, как и для глинистой, наступает неизменное уменьшение
6
ее несущей способности. Лучшими в эксплуатационном отношении
являются суглинистые дернины. Сопротивления вдавливанию различ ных дернин в зависимости от влажности колеблются приблизитель
но от 40 до 3 кг/см^ и менее.
Влажность от полной благовмкости 6 %
Рис.1. Характер кривых несущей способности (сопротивления вдавливанию штампа) в зависимости от влажности:
I - глинистая дернина; 2 - песчаная дернина
В течение годового цикла несущая способность грунтов на летном поле в соответствии с изменением влажности изменяется в большом диапазоне. Значительные увеличения влажности грун тов и потеря ими несущей способности имеют место в весеннее и осеннее время: в весеннее - в период снеготаяния и оттаивания
грунтов, а в осеннее - в период продолжительного выпадения дож
дей. В эти периоды, именуемые “распутицами", работа с грунто вых летных полос на некоторое время становится невозможной, а грунтовые основания покрытий в период оттаивания грунтов вес
ной имеют минимальную несущую способность. Значительное умень
шение несущей способности грунтовых летных полос возможно так
же и в летнее время, в периоды интенсивного выпадения дождей. Наибольшую прочность грунты имеют зимой (в мерзлом состоянии)
7
и в летнее сухое время года. Характер кривых изменения влажно сти и несущей способности грунтов для северных и центральных
районов СССР в годовом цикле показан на рис.2.
М е с я ц ы
_ . Рис.2. Характер кривых изменения:
I - влажности; 2 - несущей способности грунтов для северных
центральных районов СССР в течение года
Рассматривая рис.2, следует иметь в виду, что, кроме об
щего хода изменения влажности грунтов в годовом цикле, сущест венные увеличения влажности грунтов могут наступить, кроме то
го , в отдельные дождливые промежутки времени, в периоды поло
жительных температур.
В целом в естественных условиях водный режим грунтов из меняется в очень больших пределах.
Допустимая влажность грунтов на грунтовых летных полосах
может быть указана исходя из условий несущей способности и до
пустимой деформации поверхности полос, а также из условий обеспечения нормального роста дернообразующих трав. По усло виям сопротивляемости и деформируемости грунтов нагрузкам для аэродромов считается допустимым максимальный предел влажности грунтов 60-80% от полной влагоемкости. По условиям роста дернообразувщих трав допустима максимальная влажность не более 60-80% от полной влагоемкости, а минимальная 15-30%. Избыток
и недостаток влаги в грунтах вредны для растений. В общем слу
чае на грунтовых летных полосах максимальная влажность грунтов
не должна быть выше 60-80% от полной влагоемкости. Влажность грунтов в основаниях покрытий также не должна
быть высокой. Потеря прочности основаниями и последующее раз
8
рушение покрытий происходит главным образом вследствие воздей
ствия влаги на грунты. Избыточное увлажнение оснований при со ответствующих температурных и грунтовых условиях приводит к образованию льда в грунте, что вызывает взбугривание, или пу*- чение грунтов и деформации покрытий. Влажность грунтов осно
ваний, так же как и влажность грунтовых летных полос, должна быть выдержана в течение года в определенных пределах. Только
в этом случае прочность и устойчивость грунтовых оснований бу
дет стабильной в течение года, что обеспечит нормальную рабо ту покрытий, их сохранность и долговечность. Схема изменения
влажности, несущей способности и глубины промерзания грунто
вого основания для северных и центральных районов в годовом цикле приведена на рис.З.
Рис.З. Схема изменения:
I - влажности; 2 - несущей способности; 3 - глубины про мерзания грунтового основания в течение годового цикла
Грунтовые основания покрытий, расположенные в насыпи или
иногда в выемке, имеют свой водно-тепловой режим, в какой-то
мере отличающийся от водно-теплового режима прилегающей мест ности. Однако в общем и целом водно-тепловой режим грунтовых оснований подчиняется общим закономерностям изменения влажно сти и температуры, свойственным данному географическому райо
ну. Прилегающий к земной поверхности слой воздуха и верхние
9
слои грунта находятся в состоянии постоянного и взаимного вла- го-и теплообмена.
Водный режим грунтов на грунтовых летных полосах и в осно ваниях покрытий изменяется за определенные промежутки времени
согласно уравнению водного баланса
|
|
W = (Л+б + В) - |
( Г + Я + Е ) , |
|
|
поступление воды |
расход воды |
где W - |
количество воды, находящейся в грунте; |
||
/} |
- |
количество воды, выпадающей в виде осадков; |
|
6 |
- |
приток воды с прилегающей местности; |
|
В |
- |
приток воды от уровня грунтовых вод по капиллярам, |
|
|
|
а так же путем пленочного и парообразного перемеще |
|
Г |
|
ния влаги; |
|
-• |
сток воды; |
|
|
В |
- |
просачивание воды в более глубокие слои грунта; |
|
£ |
- |
испарение влаги, с поверхности грунта. |
Б различные времена года соотношение между элементами, входящими в уравнение водного баланса, изменяется. На измене
ние соотношений между элементами оказывают влияние природные
факторы. К изменению указанных соотношений в нужную сторону на правлены и инженерные мероприятия, проводимые на летном поле. Во всех случаях основным источником воды в грунтах являются
атмосферные осадки (в жидком и твердом виде). Атмосферные осад
ки, выпадая на поверхность земли, образуют поверхностные воды, а просачиваясь в грунт, - грунтовые воды. Грунтовые воды с вре
ценным |
горизонтом |
называются верховодкой. В зависимости от |
|
свойств, |
которыми |
обладает |
вода в грунтах, она делится; |
I) на химически связанную, 2) |
физически связанную (или гигро |
скопическую) и 3) свободную. Приведем некоторые краткие сведе
ния |
об этих категориях воды в грунтдаСЭ; 1 0 ]. |
|
||
|
I . |
Химически связанная вода. Эгго вода, входящая |
в соста |
|
вещества грунта - гидратов или кристаллов. |
Растениям данная |
|||
вода |
недоступна и может быть выделена из |
грунта лишь |
после |
|
нагревания |
его до красного каления. Водных свойств грунтов с |
инженерной точки зрения .не обусловливает, а поэтому и ее изу
чение не представляемся? необходимым.