CVIČENÍ 5: Stabilita částice korytě prognóza ýmolu oblouku Výpočet stability (odolnosti koryta) metoda tečnýc napětí Výpočtem stability se prokazuje že koryto jako celek je pro nároé ydraulické zatížení stabilní. Nároé ydraulické zatížení pro stabilitu dna a pro stabilitu sau se liší zledem k zajištění ekonomické efektinosti ynaloženýc inestic při úpraě toku. Nároý průtok pro odolnost koryta se určí se zřetelem na pořizoací náklady a se zřetelem na praděpodobnou škodu která by nastala případě porušení koryta (některé jeo části). Informatině lze uést tyto odnoty: Nároý průtok pro odolnost dna Q až Q 5 Nároý průtok pro odolnost saů břeu a berem a) pro neopeněný bře a berm b) pro openěný bře a bermu Q 5 až Q 20 Q 20 až Q 00 Nároý průtok pro odolnost ocrannýc rází Q 00 U upraoaném úseku Comutoky tedy toku přirozenéo carakteru mimo zastaěnou oblast bude olen nároý průtok pro odolnost dna Q kap=-2 a pro odolnost noě zřizoanýc openění saů Q 20. Stanoení nároýc loubek Pro stabilitu dna A. Dno na Q NÁVRH -2. přímé τ = ρgr i [Pa] od d NÁVRH S R = d d b η = 2τ od ( ρ s ρ ) gd e ; SF = η 2. oblouku R τ o B z grafu od max = ( 2 ) τ R o od poloměr oblouku olit pro ýpočty průměr z menšíc použitýc poloměrů τ... maximální tečné napětí na nějším oblouku u dna od max
τ od... průměrné tečné napětí na dno 2τ od max η = ; SF = ρ ρ gd η ( s ) e Pro určení odolnosti saů koryta je nutno stanoit polou ladiny 20 pro průtok Q 20. Při kapacitě koryta cca Q -2 dojde k ylití tooto průtoku z koryta. Při proudění mimo koryto lze inundaci rozdělit na aktiní a pasiní. V pasiní inundaci oda prakticky stojí a nedocází k jejímu proudění. Na proedení průtoku se podílí pouze lastní koryto a aktiní část inundace. Pro daný úsek Comutoky lze s přijatelnou mírou přesnosti (na straně bezpečnosti) uažoat ýpočet pro scéma složenéo koryta dle obrázku B.Sa na Q 20. oblouku B (pro > 4 τ os = 075ρg20 i 2τ os η = ( ρ s ρ ) gd e 20 tg λ = 55 r λ... úel odcýlení tečnéo napětí od podélnéo směru toku 20... loubka při Q NÁVRH 20 r... poloměr ose oblouku cosλ tg β = (7.67 8.20) * 2sinγ + sin λ η tgϕ * / číslo ronice e skriptec Úpray toků Mareš číslo ronice učebnici Úpray toko-raplík Výbora Mareš
β... úel pro ýpočet čísla stability na sau γ... úel sklonu sau (naržený) ϕ... úel nitřnío tření pod odou Číslo stability na sau + sin( λ + β ) η s = η 2 (7.7 8.2) cosγ tgϕ SF = (obykle menší než ) (7.48 8.22) ηs tgϕ + sinγ cos β proto nár openění sau nár poozu tento ýpočet je pouze orientační pro posouzení elikosti odolné částice pokud se nepoužije pooz. Nár poozu Nár poozu je předstaoán opakoaným ýpočtem pro změněná φ a d e již narženéo materiálu poozu a to tak dlouo dokud není splněna podmínka SF> (max. 2). Výpočtem musí být zjištěna odnota d e poozu. Vzta mezi φ a d udáá záislost 7.30 na str.54 skript. Obr. Úel nitřnío tření poozů
Výpočet stability metoda neymílacíc ryclostí Pro inženýra je často názornější předstaa o limitu neymílacíc ryclostí poronááme zde limitní spočítanou odnotu ryclostí při níž je zrno dané elikosti při aktuální loubce scopno ještě zůstat klidu se skutečnou ryclostí s která odpoídá danému proudění. A.Dno přímé na Q NÁVRHkoryta tj. 2 d e určíme např. z ýpočtu 6 = 7 24 R d d 6 90 2 R d... ydraulický poloměr dna nebo tabelárně z odnot uedenýc e skriptec Tab. 8.2 od str.83 dle druu openění. Při parabolickém rozdělení sislicoýc ryclostí korytě platí pro maximální sislicoou ryclost s a ryclost průřezoou (spočítanou z Cézyo ronice!!) zta 0945s = s = 0945 Posouzení pro dno přímé s B. Say (Q 20 ) cosγ 2 SO K = O m ( ) = 2 SF tgλ SFm tgϕ SF m = tgγ oblouk (rozdělení dle Rozoskéo) 2 Obr.2 mezní úel ϑ
C20 20 mezní úel : ϑ = 23 [rad] (graf 2) (pro graf 2 nutno přeést na!!!) g r z grafu Δ max přírůstek sislicoé ryclosti zakřiením ( + Δ ) SOmax = s max kde SOmax Posouzení pro patu sau přímé > S S je maximální sislicoá ryclost oblouku Posouzení pro patu sau a oblouku > SOmax (pokud neyjde je třeba íce openit) SO Pokud cceme určit úroeň kam až moou zasaoat traní porosty ( SOmax ) s S < kde s na sau VsoA = A 05 je limit neymílací ryclosti pro jednotlié druy A somax VStráy 2 iz obr. 3 Obr. 3 loubka A určuje dosa openění traou pod ladinou při Q 20
Graf
Část Tabulky 8.2
Graf 2 -
Topografie dna oblouku. Stanoení loubky ýmolu konkání části břeu a nánosu konexní části břeu. Výpočet se proádí pro stejný průtok pro nějž byla stanoena odolnost břeů tj. Q 20. Q 20 B s min max nános r o r 2 b ýmol Obr. 4 Definice koryta oblouku z lediska topografie dna Vzta dle Apmanna B 35 max r2 ) = 3 5 s B r2 dle KHH (Lužnice Blanice) 2) max.min b 2 = ± s r o min 55tgϕ Prognózu ýmolu proeďte dle obou ztaů a zájemně poronejte. Dle stanoené loubky ýmolu proeďte úau o openění konkání paty sau (eentuální zapuštění patní konstrukce záozoá pata aťoštěrkoý álec apod.).