гтс 3курс 2сем1

Кривая дипресси строятся по уравнению:

y 2*h1 *x 0,54*x

По данным таблицы строим кривую депрессии (Рис.8).

Определяем удельный фильтрационный расход через тело плотины и основания:

2.3. Расчет фильтрации через основание плотины

КТ – коэффициент фильтрации грунта тела плотины (=1,0)

Т – толщина водопроницаемого слоя, которая принимается Т=0,5*В

В – расстояние от основания верхового откоса до начала дренажа (=113м)

Hc– напор, действующий на плотину (17,5м)

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения B/Т

Но в данном случае расчет не производится, так как фильтрация через основание была учтена при расчете фильтрации плотины с ПФУ в виде экрана с понуром.

2.4. Определение суммарного фильтрационного расхода через плотину и основание

При проектирование плотины потеря воды из водохранилища складывается из потерь воды через плотину и из потерь воды из водохранилища через основание:

q=qпл+qосн

В нашем случае фильтрация через основание не идет, т.е. qосн=0, следовательно

q=qпл = 5,4 (м3/сут).

Лист

3.Расчет крепления откосов плотины

3.1Построение эпюры волнового давления на откос (Рис. 9)

Определяем максимальное волновое давление Pd по формуле:

Pd ks *kf *Prel * * g *h ,

где ks – коэффициент который зависит от заложения напорного откоса, высоты и длины волны, определяется по формуле:

kf – коэффициент который зависит от пологости волны (kf = 1,07), табл.10 [1];

Prel – максимальное относительное волновое давление на откос (Prel = 2,43), табл.11[1];

ρ – плотность воды = 1·103 (кг/м3);

Pd 1,01*1,07*2,43*9,81*1000*1,33 34263(Па).

Определяем ординату z2 т.2 (т.2 – находится под уровнем воды, которая зависит от заложения откоса, высоты и длины волны) по формуле:

где А и В –величины, м, вычисляемые по формулам:

Ордината z3, м, соответствует высоте наката волн на откос. На участках крепления по откосу выше и ниже т.2 ординаты эпюры волнового давления принимаются р, кПа, на расстояниях, м:

Лист

3.2 Построение эпюры волнового противодавления (Рис. 10)

Ординаты эпюры волнового противодавления Рс на плиты крепления откосов следует определять по формуле:

Pc ks kf Pc,rel g h,

где Pc,rel – относительное волновое противодавление, принимается по графикам 12 [1], в

зависимости от отношений bf и x ;

bf – размер плит в плане, 6 (м);

- средняя длина волны, 16,49(м) ;

х– расстояние, м, от оси OZ до точки в которой определяется значение эпюры волнового противодавления.

По найденным данным строим эпюру противодавления (Рис. 10).

Лист

3.3 Определение толщины плит крепления опорного откоса

Толщина плит крепления зависит от волнового противодавления, если плиты не связаны между собой , то толщину каждой плиты можно определить по формуле:

где Рсср – среднее значение волнового противодавления, кПа, определяем по формуле:

m1 – заложение напорного откоса;

ρпл, ρв – плотность материала плиты и воды, т/м3.

При анкерном соединении всех плит толщина плиты вычисляем по формуле:

Из опыта проектирования принимаем среднюю толщину плит = 0,4 (м).

Размер плиты: 6х6х0,4 (м).

Лист

4. Расчет устойчивости низового откоса плотины графо – аналитическим способом

Для расчета устойчивости откосов земляных плотин предложено несколько методов, основанных на двух разных теориях: теории «предельного равновесия», согласно которой считается, что во всех точках сдвигающейся массы грунта существует предельное равновесие, и теории, которая основывается на использовании модели отвердевшего отсека обрушения грунта.

В инженерной практике чаще применяют вторую теорию. В основу расчета по этой теории положены следующие соображения и допущения:

а) поверхность обрушения АВ (рис. 11), по которой под действием собственного веса грунта Q может произойти его сползание, принимается криволинейной, круглоцилиндрической, описанной радиусом R из центра вращения О;

б) сползающая масса отсека обладает как силой трения Р, так и силой сцепления С.

Расчет производим по кругло – цилиндрическим поверхностям скольжения. Степень устойчивости откосов оценивается отношением момента удерживающих сил к моменту сдвигающих сил относительно некоторой произвольно выбранной точки.

Рис. 11 Общая схема сил, действующий на сползающий массив

1.Удерживающая сила определяется по формуле:

F N tg ,

где N Q cos - нормальная составляющая собственного веса Q призмы обрушения;

tg - коэффициент внутреннего трения грунта.

2. Удерживающая сила сцепления определяется по формуле:

C c L,

где с – удельное сцепление грунта, принимаемое в зависимости от рода грунта и его влажности;

L – длина дуги кривой скольжения, м.

Лист

3. Сдвигающая сила – касательная составляющая собственного веса

определяется по формуле:

TQ sin ,

4.Сдвигающая сила – давления фильтрационного потокаопределяется по

формуле:

W J ,

где ω – площадь призмы обрушения, ограниченная кривыми скольжения и депрессии, м2;

J – гидравлический уклон.

Сползание призмы обрушения будет иметь место в том случае, если сумма моментов сдвигающих сил Мсд будет больше суммы моментов удерживающих сил Муд.

Для определения центров наиболее опасных поверхностей скольжения из точек А и В, как из центров, проводят две дуги окружности с радиусом R до пересечения в точке О. Радиус R определяем по формуле:

R 0,5 Rн Rв ,

где Rн = 32,93м и Rв = 57,95м – нижний и верхний предел радиуса поверхности скольжения.

R 0,5* 33,93 57,95 45,44м.

Плотность естественного грунта известна из физико – механических характеристик грунтов ρест = 1,75 т/м3, плотность насыщенного грунта определяем по формуле:

нас ест в n 1,75 1 0,3 2,05(т/ м3 ),

где n – пористость грунта.

Приведенную высоту отсека определяем по формуле:

hпр hест hнас * нас hос * ос hв .ест ест

Вычисляем площади фильтрационных потоков:

γn - коэ=т соответственности сооружения, применяемый по таблице 9 [2] =1.15; γfc -коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по табл.10[2] =1; γc-коэффициент условий работы, принимаемый по табл.1 [2] =1.

Находим коэффициент устойчивости по формуле:

.

Откос устойчив.

Лист

2) R = 46 (м).

Призму обрушения, ограниченную кривой скольжения и внешним очертанием плотины, разбиваем на отсеки, шириной равной: (рис. 12)

b 0,1*R 0,1 46 4,6м.

Расчет ведем в табличной форме.

Находим коэффициент устойчивости по формуле:

.

Откос устойчив.

Лист

3)R =45 (м).

Призму обрушения, ограниченную кривой скольжения и внешним очертанием плотины, разбиваем на отсеки, шириной равной: (рис. 13)

b 0,1*R 0,1 45 4,5м.

Расчет ведем в табличной форме.

Находим коэффициент устойчивости по формуле:

.

Откос устойчив.

Лист