Конструкция рисбермы
Рисберма – это часть крепления дна и берегов русла в НБ, располагаемая за водобоем. Предназначена для гашения оставшейся после водобоя избыточной кинетической энергии потока.
Конструкция рисбермы гибкая, при возможных деформациях русла сохраняет свою прочность. Рисберма выполняется из сборных железобетонных плит толщиной 0,2м и проницаема для фильтрационного потока выходящего в НБ. Плиты с размерами 2х3м укладываются в шахматном порядке, длинной стороной по течению.
Концевой участок рисбермы выполняется в виде предохранительного ковша с заложением верхового откоса 1:4, низовой откос 1:2. В пределах рисбермы подводная часть берегового откоса крепится аналогично самой рисберме.
Конструкция береговых устоев
Береговые устои предназначены для защиты земляной плотины или берега от действия воды, сливающейся через водосброс, направления воды в отверстие плотины и обеспечения плавного ее растекания в НБ.
Береговой устой состоит из трех частей: вертикальной продольной стенки, верховой сопрягающей стенки (открылка) и низовой сопрягавшей стенки (открылка).
Продольную вертикальную стенку, учитывая разный характер нагрузок, действующих на плотину и устой возможные разные деформации, следует объединять с водосливной частью плотины в единую конструкцию.
В плане
верховые и низовые открылки делаются
под углом
,
Толщина открылков поверху 0,5м.
Фильтрационные расчеты плотины
Расчет фильтрации в основании бетонной плотины
Задачи фильтрационного расчета:
- определение фильтрационного давления на подошву плотины;
- проверка фильтрационной прочности грунта основания;
- определение фильтрационного расчета.
Фильтрационный расчет подземного контура плотин на нескальном основании выполняется по методу коэффициентов сопротивлений. Подземный контур приводится к расчетной схеме путем исключения различного рода деталей, существенно не влияющих на результаты расчета. Расчет выполняется на 1 погонный метр плотины. Расчетная схема подземного контура плотины приведена на рис.2.
Глубина активной зоны фильтрации:
при
l0=2,9м – длина горизонтальной проекции подземного контура;
S0=9м – длина вертикальной проекции подземного контура.
Так как Тд=15 < Т’ак=21,7 м, то Т’р= Тд=15м.
Схематизированный подземный контур разбивается на ряд участков, для которых вычисляются коэффициенты сопротивления.
Плоский вход и уступ.
Горизонтальный участок 1.
Вертикальный уступ.
;
Горизонтальный участок 2:
Шпунт.
-коэффициент
водопроницаемости шпунта.
=0,5-для
стального шпунта.
Горизонтальный участок 3:
Уступ и плоский выход.
Сумма
коэффициентов сопротивления всех
участков контура
Определяется
потери напора фильтрационного потока
на каждом участке контура:
,
Н=НПУ-УНБ=244-229=15 м.
По вычисленным данным строится эпюра фильтрационного давления (рис.2).
Фильтрационная
прочность грунта будет обеспеченна при
выполнении условия
.
Контролирующий
градиент:
.
Допустимый
градиент для песка среднезернистого:
.
Приведенный
удельный расход:
Удельный
расход:
Расчет фильтрации в обход берегового устоя
Цель расчета:
- построение опоясывающей устой кривой депрессии;
- определение градиента фильтрационного потока.
Данный метод расчета обходной фильтрации основан на следующих допущениях:
1. Наклонные откосы грунтового массива (берега или земляной плотины), к которым примыкает устой, заменяется вертикальными откосами, доходящими до расчетного водоупора и отстоящими от урезов воды на расстоянии:
в ВБ
=0,4
=
(см. рис 2);
в НБ
=0,4
=
(см.
рис2);
Где
,
-
глубина воды в ВБ и НБ.
2. Условно принимается, что береговой устой по всей длине располагается на водоупоре.
3. Грунт за береговым устоем, принимается однородным, изотропным.
4. Притоком грунтовых вод со стороны берега пренебрегают, рассматривая только фильтрацию воды из ВБ и НБ.
С этой целью береговой устой заменяется воображаемым подземным контуром того же очертания, что и устой. Воображаемый подземный контур рассчитывается по методу коэффициентов сопротивления.
Устанавливается
расчетное положение водоупора
определяется коэффициенты сопротивления
участков контура, потери напора на
участках и строится эпюра фильтрационного
давления на подошву воображаемого
подземного контура (см. рис.3).
Т.к.
,
то
(4.2.1)
l0– длина горизонтальной проекции подземного контура;
S0– длина вертикальной проекции подземного контура.
Определяется
коэффициент сопротивления для трех
горизонтальных участков с соответствующими
размерами
;
(см.
рис. 3).
Потеря
напора
hнаi-м участке
контура будет определяться
(4.2.2)
- сумма коэффициентов сопротивления
всех участков контура,
- коэффициент сопротивленияi-го
участка.
Зная
потери напора на каждом участке,
определяют ординаты эпюры фильтрационного
давления. Первая ордината эпюры (в начале
подземного контура) равна напору. Каждая
следующая ордината определяется
путем вычитания иа предыдущей ординаты
потерь напора на рассматриваемом
участке, т.e.
;
=
и т.д.
Построение эпюры фильтрационного давления показано на рис.2; Н=6.2м.
На эпюре произвольно выбирается 3 ординаты в различных точках контура и по формуле
(4.2.3)
вычисляются ордината опоясывающей кривой депрессии в этих точках.
- ордината опоясывающей кривой депрессии
-
ордината эпюры фильтрационного давления
на воображаемый контур.
и
- глубины в ВБ и НБ соответственно.
По вычисленным ординатам строится опоясывающая устой кривая депрессии.
Проверка фильтрационной прочности грунта за береговым устоем:
Величина контролирующего градиента определяется по зависимости
