5.2. Расчет устойчивости плотины на сдвиг
Расчёт устойчивости плотины на сдвиг на нескальных основаниях может производиться по схеме плоского, смешенного и глубинного сдвига.
Для глинистых оснований, расчёт ведётся по схеме плоского, который используется чаще всего, может производиться при выполнении следующего условия:
где
- максимальное нормальное напряжение
в основании плотины;
b - ширина плотины по основанию;
=10,2
- удельный вес грунта во взвешенном
состоянии;
Б – безразмерный коэффициент принимаемый равным Б = 3.
Таблица 5.2 – Расчет устойчивости плотины на сдвиг
Наименование сил |
Буквенное обозначение |
Расчетные формулы |
Величина силы, кН |
Собственный вес плотины |
P1 |
2*7*10,4*24 |
3494,4 |
P2 |
2*15*10,4*24 |
7488,00 |
|
P3 |
2*3*10,4*24 |
1497,60 |
|
P4 |
1*10*10,4*24 |
2496,0 |
|
P5 |
0,5*2*5*10,4*24 |
1248 |
|
P6 |
0,5*1*1*10,4*24 |
125 |
|
P7 |
0,5*1*1*10,4*24 |
125 |
|
P8 |
0,5*(15+5,73)*8,85*10,4*24 |
22895,87 |
|
P9 |
1,9*1,5*10,4*24 |
-711,4 |
|
P10
|
0,5*11,22*3,59*10,4*24 |
5026,9 |
|
P11 |
0,5*11,22*2,61*10,4*24 |
3654,7 |
|
Собственный вес бычков |
P12 |
6,8*2*2,4*24 |
783,4 |
P13 |
3,71*6*2,4*24 |
1282,2 |
|
P14 |
2,3*6*2,4*24 |
794,9 |
|
P15 |
4,8*8*2,4*24 |
2211,8 |
|
P16 |
9*10,8*2,4*24 |
5598,7 |
|
P17 |
0,5*10*8,85*2,4*24 |
2548,8 |
|
P18 |
0,5*(6,07+17,1)*5,66*2,4*24 |
-3776,9 |
|
P19 |
2*5*2,4*24 |
-576,0 |
|
P20 |
0,5*2*2*2,4*24 |
-115,20 |
|
P21 |
0,5*7*2,4*24 |
-201,60 |
|
P23 |
4,05*2*10,4*24 |
2021,76 |
|
Вес пригрузки воды |
G1 |
3*8,48*10,4*9,81 |
3366,79 |
G2 |
6,8*2*8*9,81 |
1067,33 |
|
G3 |
0,5*2,52*3*10,4*9,81 |
385,65 |
|
G4 |
0,5*1,68*2*8*9,81 |
131,85 |
|
G5 |
3,71*6*2,4*24 |
1282,18 |
|
G6 |
0,5*6,11*5,8*10,4*9,81 |
1807,76 |
|
G7 |
11*11,93*9,81*10,4 |
13388,61 |
|
Вес затвора |
P22 |
0,055*8*6*КОРЕНЬ(8*6) |
18,29 |
Вес плиты |
P24 |
11,93*0,4*24*10,4 |
1191,09 |
Вес прегрузки грунта |
P25 |
3,1*5,05*10,07*10,4 |
1639,52 |
P26 |
8,83*5,95*10,07*10,4 |
5502,25 |
|
Вес прегрузки панура |
P27 |
3,1*2,4*24*10,4 |
1857,02 |
P28 |
0,7*8,83*24*10,4 |
1542,78 |
|
|
∑ |
|
91092,66 |
|
|
|
|
Взвешивающее давление |
Wвз1 |
1*7*10,4*9,81 |
714,17 |
Wвз2 |
8,85*20*10,4*9,81 |
18058,25 |
|
Wвз3 |
5*1*10,4*9,81 |
510,12 |
|
Wвз4 |
0,5*1*1*10,4*9,81 |
51,01 |
|
Wвз5 |
0,5*1*1*10,4*9,82 |
51,01 |
|
Wвз6 |
9,05*8,83*10,4*9,81 |
8152,89 |
|
Wвз7 |
3,1*9,85*10,4*9,81 |
3115,30 |
|
Фильтрационное давление |
Wф1 |
0,5*(3,48+1,85)*9,5*10,4*9,81 |
2582,993 |
Wф2 |
0,5*(4,86+3,65)*8,83*10,4*9,81 |
3833,21 |
|
Wф3 |
1,84*5,06*10,4*9,81 |
949,8842 |
|
Wф4 |
1,26*7,15*10,4*9,81 |
919,1342 |
|
|
∑ |
|
38937,97 |
|
|
|
|
Гидростатическое давление воды в ВБ |
W1 |
0,5*18,85*18,85*9,81*10,4 |
18125,71 |
Гидростатическое давление воды в НБ |
W2 |
0,5*9,85*9,85*10,4*9,81 |
4949,312 |
Активное давление грунта в ВБ |
Ea |
0,5*10,07*7,452*TAN(45-17/2)2*10,4 |
1591,34 |
Волновое давление воды в ВБ |
Wв1 |
0,5*13,42*1,18*10,4*9,81 |
807,81 |
При
выполнении условия
плотина будет устойчива на сдвиг.
γ/с=1 – коэффициент сочетания нагрузок;
γн=1,15 – коэффициент надежности;
γс=1 – коэффициент условий работы;
Nр=15575,55кН – расчетное значение сдвигающей силы;
– расчетное значение силы предельного
сопротивления при сдвиге;
ω=104м2 – площадь поверхности сдвига, проходящая в грунте с удельным сцеплением С=20кПа.
Устойчивость на сдвиг обеспечена.
Все силы и плечи сил показаны на чертеже (рис 5.2)