5.Фильтрационный расчет плотины

Цель расчета:

1) Определить фильтрационное давление на подошву бетонной водосливной плотины.

2) Оценить общую фильтрационную прочность грунтов основания.

3)Определить фильтрационный расход в основание бетонной водосливной плотины.

Расчет проводится после принятия схемы подземного контура, например: принятие понура, шпунта, дренажа.

Для выбранной схемы (рис. 4.1) подземного контура расчет выполняем методом УКЛ, для расчетного случая, соответствующего уровня: в ВБ = НПУ, а в нижнем местному уровню воды.

В расчетах фильтрации используют активные зоны фильтрации и ее глубины.

Действующий напор составит:

,2 103,2 = 8,3 м.

Размеры и конструкцию элементов подземного контура предварительно назначаем в соответствии с действующим напором и видом грунта (см рис. 4.1).

Активная зона фильтрации по напору принята в зависимости от отношения:

,

где: горизонтальный участок подземного контура;

вертикальная проекция подземного контура.

		5-3,4	3,4-1	1,0-0
	0,5	2,5	0,8 0,5

По условию =

Активная зона по выходному градиенту:

Потери на вход и на выход составят:

Строим удлиненную контурную линию и определяю фильтрационное давление на плотину.

Проверка фильтрационной прочности грунтов основания:

Следовательно, общая фильтрационная прочность грунтов основания обеспечена.

Удельный фильтрационный расход составит:

.

\

6.Статический расчет бетонной водосливной плотины.

6.1 Выбор расчетной схемы определения расчетных нагрузок.

Статический расчет включает в себя расчет прочности и устойчивости. Нагрузки, действующие на сооружения подразделяются на постоянные и временные (длительные кратковременные и особые). Расчет плотины производится при сочетании основных нагрузок и воздействий. Основные сочетания включают постоянные, длительные, кратковременные и одну из особых нагрузок. В основном сочетании нагрузок постоянным являются:

1. Собственный вес сооружения (вес мостов, затворов, основного оборудования).

2. Гидростатическое давление со стороны верхнего и нижнего бьефов.

3. Фильтрационное и взвешивающее противодавление.

4. Вертикальная составляющая гидростатического давления.

5. Давления грунта.

К временным нагрузкам и воздействиям относят:

1. Давление наносов.

2. Дополнительное давление грунта, возникающее при деформации сооружения.

К особым нагрузкам относят:

1. Фильтрационное давление, возникающее при отказе дренажей и нарушения работы противофильтрационных устройств.

2. Ледовые нагрузки, возникающие при максимальной толщине льда.

3. Сейсмическое давление.

6.2 Сбор нагрузок действующих на водосливную плотину.

Для расчета выделяю вертикальную секцию плотины, которая отделена от остальных деформационными швами.

Вертикальные нагрузки.

Собственный вес сооружения:

,

где: объем, соответственно тела плотины и двух полубыков.

объемный вес бетона,

1. Вес плотины.

где: ширина пролета согласно плану;

площадь плотины;

2. Вес быка.

где: объем быков секции;

толщина быков в соответствии с разрезкой плотины швами.

3. Вес затвора.

где: нагрузка на затвор,

ширина пролета;

a = 20, так как затвор плоский;

4. Вес моста.

;

где: объем моста,

5. Пригрузка плотины водой со стороны ВБ и НБ.

;

;

где: плотность воды ;

ширина пролета в свету.

6. Фильтрационное и взвешивающее противодавление.

;

;

площадь эпюры фильтрационного противодавления,

площадь эпюры взвешивающего противодавления,

длина секции плотины,

Горизонтальные нагрузки.

1. Гидростатическое давление со стороны ВБ и НБ.

площадь эпюры гидростатического давления со стороны ВБ,

площадь эпюры гидростатического давления со стороны НБ,

длина секции плотины,

2. Активное давление грунта со стороны ВБ.

= 447,5

плотность грунта взвешенного в воде,

( ,

удельный вес частиц грунта,

пористость,

угол внутреннего трения, .

3. Активное давление грунта со стороны НБ.

= 221

Схема к статическому расчету представлена на рис 6.1