В пределах области берут начало многочисленные реки, принадлежащие к бассейнам Камы, Тобола и Урала. Так как здесь, в основном, их верховья, поэтому они маловодны. Рек длиной более 10 км насчитывается в области 348, их суммарная длина составляет 10 235 км.
Протяжённость свыше 100 км имеют всего 17 рек. И только 7 рек: Миасс, Уй, Урал, Ай, Уфа, Увелька, Гумбейка — имеют в пределах области длину более 200 км.
Большая часть территории области относится к Обскому бассейну. На восток, в Тобол и его притоки, течёт большинство рек Челябинского Зауралья: Синара, Теча, Миасс, Увелька, Уй, Тогузак, Карталы-Аят, Синташта и другие.
Река Миасс берет своё начало на восточном склоне хребта Нурали на территории Учалинского района Башкортостана, течет сначала между гор на север, а затем, повернув на восток у Карабаша, пересекает лесостепную зону и впадает в Исеть за границами области. Её длина в пределах области составляет 384 км (из 658 общей длины).
Регуляторами стока Миасса служит Аргазинское и Шершнёвское водохранилища. В настоящее время 70-80 % расхода воды р. Миасс проходит через трубопроводы и только 20-30 % протекает по естественному руслу. Четыре пятых воды Миасс отдаёт на нужды народного хозяйства. Предусматривается переброска воды в бассейн реки Миасс из реки Уфы. После осуществления проекта в Миассе количество воды удвоится. Гидросистема строится с Долгобродским водохранилищем в верховьях реки Уфа.
Степные реки Синташта, Карталы-Аят и Тогузак в наиболее суровые зимы промерзают. В половодье вода в них поднимается до 2 м.
Челябинская область — озёрный край. В регионе более 3748 озёр, общей площадью 2125 квадратных км. Большинство озёр, расположено на северо-востоке региона.
|
|
В восточных предгорьях Урала находится группа озёр замечательной красоты, составляющих гордость Южного Урала: Большой Кисегач, Увильды, Тургояк и др., на их берегах построены многочисленные курорты. Основная группа озёр, расположена на Зауральской холмистой равнине и на Западно-Сибирской равнине, но они являются небольшими по площади.
Происхождение озёр разное. В восточных предгорьях Урала озёра имеют тектоническое происхождение. Эти озёра отличаются своими размерами, имеют чрезвычайно сложные очертания берегов, глубина часто достигает 30-40 метров. Другого происхождения озёра лесостепной и степной зоны. Большинство из них эрозионно-тектонического типа. Красивые пейзажи горных озёр способствуют развитию туризма в регионе.
Почвы
Почвы в Челябинской области расположены зонально. Челябинская область расположена в пределах четырёх природных зон: горно-таёжной, лесной, лесостепной и степной. В лесной зоне распространены тёмно-серые лесные оподзоленные, серые лесные оподзоленные и светло-серые лесные оподзоленные почвы.
В лесостепной зоне преобладают выщелоченные чернозёмы и светло-серые лесные оподзоленные почвы. На севере и востоке основное место занимают оподзоленные чернозёмы, солонцы, солончаки и солончаковые чернозёмы. Между Чебаркулем и Верхнеуральском расположены тучные чернозёмы с высоким содержанием гумуса.
В степной зоне преобладают чернозёмы: в Верхнеуральском районе — обыкновенные и тучные, в Карталинском районе — южные и темно-каштановые почвы, выщелоченные и солонцеватые чернозёмы и солонцы.
|
|
Болото
Данная местность представлена переходным болотом, что характеризуется мезотрофной растительностью, в основном грунтового питания, но развивающиеся на бедном минеральном субстрате. Отсюда вывод, что болото – III типа.
Исходные данные
В соответствии с исходными данными, толща слабых грунтов на участках ПК3, ПК4 сложена преимущественно слабо и среднеразложившимися торфами (ИГЭ 1), на участке ПК 4 – указанными выше грунтами мощность слоя достигает 3,8 м.
Характеристики слабых грунтов даны в таблице 1. Параметры слабого основания и насыпи по рассмотренным поперечникам даны в таблице 2.
Таблица 1 – Расчетные значения показателей механических свойств слоев
| ИГЭ | Наименование грунтов | W,% | IL | j, град. | с, МПа | Модуль деформации Е, МПа |
| 2,3 | Торф малозольный, средней влажности | - | 0,015 | 0,15 | ||
| 1-4 | Супесь текучая | 1,28 | 0,01 | 11,5 | ||
| 1-4 | Суглинок тугопластичный | 0,45 | 0,03 |
Таблица 2 – Расчетные параметры слабой толщи и насыпи
| № участка | ПК | Параметры слабой толщи | Параметры насыпи | ||
| Тип болота | Мощность Н, м | Высота hн, м | Ширина поверху, м | ||
| I | III | 2,5 | 5,4 | ||
| II | III | 3,8 | 4,6 |
При данных характеристиках и свойств грунта следует, что его полное удаление из основания с последующей заменой при мощности слабой толщи в 3,8 м ни по техническим, ни по экономическим соображениям не может считаться целесообразным.
В связи с этим, принято решение использовать слабый грунт в основании с принятием тех или иных конструктивных, технологических или организационных мер, обеспечивающих возможность, эффективность и надежность такого решения.
|
|
В качестве грунта земляного полотна принят грунт – песок мелкий: удельный вес грунта насыпи (с учетом дорожной одежды): gн = 2,0 т/м3.
2. ПОРЯДОК РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ И ОСАДКИ СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ
Расчет выполняется по «Пособию по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабом основании» [1].
| Е |
| Р0 |
| hн gн=2,0 т/м3 |
| Н |
Рис.1. Расчётная схема для определения нагрузки на слабую толщу от насыпи.
Р0 – нагрузка на поверхности толщи от насыпи, МПа
Е – модуль деформации слабой толщи, МПа,
Н – мощность слабой толщи, м,
hн – высота насыпи, м
Ø Устойчивость основания оцениваем по величине коэффициента безопасности (формула 18[1]):
 ,
| (1) |
где Рбез – безопасная нагрузка, отвечающая предельной величине внешней нагрузки на основание, вызывающей возникновение предельного состояния по сдвигу в наиболее опасной точке основания;
Ррасч – расчетная величина внешней нагрузки.
Ø Расчетная нагрузка Ррасч составит:
 ,
| (2) |
где
- толщина слоя насыпного грунта;
Sкон - конечная осадка сжимаемого слоя:
Sкон =  ,
| (3) |
где Н = 
- максимальная выявленная на поперечнике мощность толщи слабого грунта;
Еср – средневзвешенный штамповый модуль деформации сжимаемой толщи:
Еср=  ,
| (4) |
Еi –модуль деформации слоя слабого грунта (табл.1);
hi – толщина выделенного слоя слабого грунта;
Р0 – нагрузка на поверхности толщи:
| (5) |
Ø Безопасная нагрузка Рбез, определяется по формуле 19[1]:
 ,
| (6) |
где 
, 
- удельное сцепление и угол внутреннего трения слабого грунта по таблице 1;
- удельный вес слабого грунта;
- функция , формы эпюры нагрузки 
и относительной глубины 
, устанавливаемая по графику рис.Г.16 [1]. По физическому смыслу величина представляет собой выраженную в долях от внешней нагрузки часть касательных напряжений, действующих по наиболее опасным площадкам, которая должна быть компенсирована силами сцепления грунта для исключения нарушения его прочности.