2.3.2. Расчет устойчивости низового откоса
Расчет устойчивости низового откоса плотины выполняется по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения для основного расчетного случая, соответствующего установившейся фильтрации в теле плотины, когда уровень воды в BБ равен НПУ, а в нижнем бьефе - максимально возможному уровню, но не более 0,2 Нпл.
На
миллиметровой бумаге в масштабе
вычерчивается поперечное сечение
плотины в русловой ее части, наносится
кривая депрессии, а низовой откос с
переменным заложением или при наличии
на нем берм усредняется. Из середины
этого откоса (точка "с") проводится
вертикаль СД и линия СЕ под углом 850
к откосу. Из точек "А" и "В" как
из центров очерчиваются две дуги
окружности с радиусом R0,
которые пересекаются в точке "0".
Значение радиуса определяется как
Проведя из точки "с" дугу радиусом r = ОС/2 до пересечения с линиями СД и СЕ, находится многоугольник Oedba, в котором располагаются центры наиболее опасных поверхностей скольжения.
Расчетная кривая скольжения радиусом R должна пересекать гребень плотины и захватывать часть основания плотины, если в основании расположен нескальный грунт. В случае скального грунта основания кривая скольжения должна касаться его поверхности.
Выделенная призма обрушения разбивается на "n" отсеков шириной b = 0,1 R. Разбивку на отсеки начинают с нулевого, середина которого располагается на вертикали, проходящей через центр кривой скольжения.
Коэффициент запаса устойчивости низового откоса определяется по формуле:
где Gi - вес грунта и воды в пределах i -го отсека;
Рi - равнодействующая давления воды по подошве i -го отсека;
i - угол внутреннего трения грунта i -го отсека;
i - угол между вертикалью и линией, соединяющей центр
кривой скольжения с серединой i -го отсека;
ci - удельное сцепление грунта i-го отсека по линия кривой скольжения
В общем случае, если в пределах рассматриваемого отсека проходит кривая депрессии, а над отсеком имеется столб воды, вес его определяется по формуле
где
- высота части отсека, от линии откоса
до кривой депрессии, измеренная по его
середине;
- высота части
отсека, насыщенного водой (от подошвы
плотины до кривой депрессии);
-высота
части отсека от кривой скольжения до
подошвы плотины;
hi - высота столба воды над отсеком;
- удельный
вес грунта естественной влажности и
грунта тела плотины и основания
насыщенного водой ;
-
удельный вес воды.
взвешивающее давление определяется по формуле:
(
+
)
Расчетудобновестивтабличнойформе:
Таблица 6
b=4м;
Расчет
устойчивости низового откоса на ЭВМ
показывает, что минимальный коэффициент
запаса устойчивости
,
устойчивость откоса соблюдена.
Номер отсека |
sinα |
cosα |
yi' |
yi'' |
yi''' |
h |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
9 |
|
|
|
|
|
|
8 |
0,8 |
0,6 |
4,75 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0,7 |
0,71 |
9,5 |
0 |
0 |
0 |
6 |
0,6 |
0,8 |
11 |
0 |
0 |
0 |
5 |
0,5 |
0,87 |
9 |
2,75 |
0 |
0 |
4 |
0,4 |
0,92 |
7,5 |
4,75 |
0 |
0 |
3 |
0,3 |
0,95 |
5,75 |
5,75 |
0,5 |
0 |
2 |
0,2 |
0,98 |
4 |
5,6 |
1,5 |
0 |
1 |
0,1 |
0,99 |
2,5 |
5,5 |
2,25 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0,75 |
5,5 |
2,5 |
0 |
-1 |
-0,1 |
0,99 |
0 |
4,5 |
2,25 |
1 |
-2 |
-0,2 |
0,98 |
0 |
2,75 |
1,5 |
2,5 |
-3 |
-0,3 |
0,95 |
0 |
1 |
0,5 |
4,5 |
G |
P |
tgϕ |
(Gcosα-P)tgϕ |
C |
cb/cosα |
Gsinα |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
307,3944 |
0 |
0,781 |
144,045 |
6 |
40 |
245,9155 |
614,7888 |
0 |
0,781 |
342,8957 |
6 |
33,60672 |
430,3521 |
711,8607 |
0 |
0,625 |
355,9303 |
4 |
20 |
427,1164 |
801,4024 |
12,70171 |
0,625 |
425,8332 |
4 |
18,47521 |
400,7012 |
863,5821 |
20,7307 |
0,625 |
481,7221 |
4 |
17,45743 |
345,4329 |
871,385 |
26,20712 |
0,364 |
293,035 |
23 |
96,4422 |
261,4155 |
829,0458 |
28,98563 |
0,364 |
285,1249 |
23 |
93,89711 |
165,8092 |
786,1528 |
31,15617 |
0,364 |
273,3844 |
23 |
92,46348 |
78,61528 |
693,6161 |
32 |
0,364 |
240,8282 |
23 |
92 |
0 |
548,7405 |
27,13602 |
0,364 |
188,8628 |
23 |
92,46348 |
-54,874 |
353,2539 |
17,35055 |
0,364 |
119,6709 |
23 |
93,89711 |
-70,6508 |
139,0534 |
6,289709 |
0,364 |
45,99461 |
23 |
96,4422 |
-41,716 |
|
|
|
3197,327 |
|
804,1449 |
2188,117 |