3.2 Построение эпюры волнового противодавления

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

где P_c,rel – относительное волновое противодавление, принимается по графикам 12 [1], в зависимости от отношений и;

b_f – размер плит в плане, 6 (м);

- средняя длина волны, ;

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

x = -8,5 (м), отсюда следует что P_crel = 0,2 следовательно

;

x = 3,5 (м), отсюда следует что P_crel = 0,16 следовательно

;

х = 9,5 (м), отсюда следует что P_c,rel = 0,13 следовательно

;

х = 11,75 (м), отсюда следует что P_crel = 0,11 следовательно

;

По найденным данным строим эпюру противодавления (Рис. 2 ).

Рис 2 «Построение эпюры противодавления»

3.3 Определение толщины плит крепления опорного откоса

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

где Рс^ср – среднее значение волнового противодавления, кПа, определяем по формуле:

;

m₁ – заложение напорного откоса;

ρ_пл, ρ_в – плотность материала плиты и воды, т/м³.

При анкерном соединении всех плит толщина плиты вычисляем по формуле:

.

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, кругло-цилиндрической, 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:

,

где - нормальная составляющая собственного весаQ призмы обрушения;

- коэффициент внутреннего трения грунта.

2. Удерживающая сила сцепления определяется по формуле:

,

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

L – длина дуги кривой скольжения, м.

3. Сдвигающая сила – касательная составляющая собственного веса определяется по формуле:

,

4. Сдвигающая сила – давления фильтрационного потока определяется по формуле:

,

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 М_сд будет больше суммы моментов удерживающих сил М_уд.

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:

,

где R_н = 15,2 м и R_в = 27,2 м – нижний и верхний предел радиуса поверхности скольжения.

.

Далее проводим дугу из точки С радиусом до пересечения с линиямиCD и CE.

1) Призму обрушения, ограниченную кривой скольжения и внешним очертанием плотины, разбиваем на отсеки, шириной равной: (рис.11)

.

Расчет ведем в табличной форме.

№	sin	cos	ест	нас	ос	ВОД	пр	пр*sin	пр*cos	tg	пр*tg*cos	c	L	c*L
-3	-0.3	0.95	0.00	0.0	0.70	1.50	2.20	-0.66	2.10	0.38	0.81	0.500	3.4	1.7000
-2	-0.2	0.98	0.00	0.0	1.40	1.50	2.90	-0.58	2.84	0.38	1.09	0.500	2.5	1.2500
-1	-0.1	0.99	0.00	0.0	1.70	1.50	3.20	-0.32	3.18	0.38	1.22	0.500	2.4	1.1750
0	0.0	1.00	0.00	1.5	1.80	1.50	5.06	0.00	5.06	0.84	4.24	0.500	2.3	1.1500
1	0.1	0.99	2.20	1.5	1.70	1.50	7.16	0.72	7.12	0.84	5.97	0.100	2.4	0.2350
2	0.2	0.98	2.50	1.5	1.40	1.50	7.16	1.43	7.01	0.84	5.88	0.100	2.4	0.2400
3	0.3	0.95	3.60	1.5	0.80	1.50	7.66	2.30	7.30	0.70	5.11	0.100	2.5	0.2500
4	0.4	0.92	4.70	1.4	0.00	0.00	6.34	2.54	5.81	0.70	4.06	0.100	2.6	0.2600
5	0.5	0.87	6.00	0.0	0.00	0.00	6.00	3.00	5.20	0.70	3.64	0.100	2.7	0.2700
6	0.6	0.80	5.70	0.0	0.00	0.00	5.70	3.42	4.56	0.70	3.19	0.100	2.9	0.2900
7	0.7	0.71	4.90	0.0	0.00	0.00	4.90	3.43	3.50	0.70	2.45	0.100	3.3	0.3300
8	0.8	0.60	3.30	0.0	0.00	0.00	3.30	2.64	1.98	0.70	1.39	0.100	3.9	0.3900
								∑=17.91			∑=39.04			∑=7.54

Приведенную высоту отсека определяем по формуле:

.

Вычисляем площади фильтрационных потоков:

, .

Определяем градиенты напора:

, .

γ_n – коэф-т соответственности сооружения, применяемый по таблице 9 [2] =1,15;

γ_fc -коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по табл.10[2] =1;

γ_c-коэффициент условий работы, принимаемый по табл.1 [2] =1.

Находим коэффициент устойчивости по формуле:

.

,

,

=> Откос устойчив