- •1.16Вопросы по дисциплине «Гидротехнические сооружения»
- •Гидроузлы энергетического назначения – состав сооружений, их компоновка. Схема возведения напорного сооружения без отвода реки из бытового русла.
- •Плотины из грунтовых материалов – типы и виды противофильтрационных элементов плотин, расчет устойчивости откосов грунтовых плотин.
- •Виды бетонных плотин – конструкции, особенности работы плотин разного типа. Бетонные гравитационные плотины
- •Общие сведения о бетонных арочных плотинах.
- •Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. Определение их нормативных и расчетных значений. Расчетные сочетания нагрузок и воздействий.
- •Гидротехнические бетоны - марки и классы бетона, зонирование бетона в гидросооружениях.
- •Основные положения расчета гидротехнических сооружений по методу предельных состояний. Расчет на устойчивость от плоскости сдвига.
- •Фильтрация воды под бетонными плотинами на нескальных основаниях. Эпюра противодавления на подошву плотины с различными противофильтрационными устройствами.
- •Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений. Контроль состояния гтс. Декларация безопасности гтс. Критерии безопасности гтс.
-
Плотины из грунтовых материалов – типы и виды противофильтрационных элементов плотин, расчет устойчивости откосов грунтовых плотин.
Самый древний и самый распространенный тип плотин. Распространенность этих плотин обуславливается:
-
Простота технологий возведения
-
Полная механизация технологического процесса, от выработки грунта в карьере до его укладке в теле плотины
-
Возведение на любых основаниях, даже на самых слабых.
Классификация:
В зависимости от грунтов, тела плотины делятся:
-
Земляные (основной объем тела, более 50%, выполняется из мелко зернистых глинестых и песчяных грунтов)
-
Каменно – земляные (основной объем тела сооружается из крупнозернистого грунта: гравий, галичник, горная масса, а противофильтрационный элемент из мелкозернистых грунтов).
-
Каменная (сооружается только из крупнозернистых грунтов, а противофильтрационный элемент из бетона, асфальта или металла).
Поперечное сечение грунтовых плотин представляет собой трапецию.
Минимальный размер гребня 4 метра.
Ширина гребня назначается в соответствии с нормами проектирования дорог и мостов, так как гребень плотины предназначен для сообщения.
В целях безопасности движения по гребню, а ВБ и для защиты от всплесков воды с напорной низовой грани, на гребне сооружается парапет.
Отметка гребня определяется в зависимости от уровня воды в водохранилище и от волнового воздействия.
tgα – уклон откоса.
m=ctgα – заложение откоса.
Наиболее распространенные откосы с заложением 2,5 до 3,5 для земляных плотин, для каменных 1,4 – 2,5.
На слабых основаниях грунтовые плотины имеют более распластанный контур, на откосах через каждые 10 – 15 метров устраивают бермы.
Бермы – горизонтальная площадка, которая служит упором для одежды выше лежащей части откоса, которой облегчает ее ремонт и служит для отвода дождевых вод ( ширина 2- 6 метров).
Откосы земляных плотин следует защищать спец креплением, расчитаным на воздействие осадков, волн, льда, ветра.
Типы крепления откосов.
-
Каменное (насыпное)
-
Бетонное
-
Асфальтобетонное
-
Биологическое
Грунтовые плотины возводимые из одного грунта называются однородными, а из 2 и более грунтов называются неоднородными. Обычно из другого грунта сооружается противофильтрационный элемент.
Противофильтрационный элемент грунтовых плотин.
-
Ядро из грунта
-
Экран из грунта
-
Экран из бетоны или асфальтобетона
-
Диафрагма из не грунтовых материалов (бетон, металл, пластик).
Устройство дренажа.
дренаж с призмой. По краям дренажа устраивается обратный фильтр ( 1.2.3 слоя)
Расчет устойчивости откосов грунтовых плотин:
Метод расчета устойчивости по круглоцилиндрической поверхности обрушения. Расчет выполняется в предположении плоской деформации на участке плотины толщиной 1 м. Разделим массив обрушения на столбики шириной b и выразим коэффициент запаса устойчивости массива обрушения как отношения момента реактивных сил к моменту активных сил.
где предельно возможная величина реактивного касательного напряжения; активные касательные напряжения; дуга обрушения. Возьмем n-ый отсек и приложим действующие силы к отсеку: собственный вес отсека Gn, Tn и Tn+1 – силы трения по боковым граням отсека; En и En+1 – давление грунта от рядом расположенных отсеков на боковые грани рассматриваемого отсека; Wn и Wn+1 – фильтрационное давление по боковым граням отсека; соответственно нормальные и касательные напряжения по поверхности обрушения. С учетом всех сил получим:
где и cn – угол внутреннего трения и сцепления грунта в n - ом столбике массива обрушения.
Для определения коэффициента запаса устойчивости откоса необходимо выполнить цикл расчетов, задаваясь различными положением кривой обрушения и отыскивая такую кривую, которая даст минимальное значение Поиск наиболее опасной кривой выполняют последовательно, задаваясь центрами дуги обрушения. Из каждого центра проводят несколько поверхностей и за основу сравнения выбирают такую поверхность, которая дает минимальный коэффициент запаса.
Все расчеты устойчивости низового откоса обычно выполняют при уровне воды в ВБ на отметке НПУ, ФПУ и мин и макс уровнях воды в НБ.
Расчет устойчивости верхового откоса выполняют при различных положениях воды в ВБ на отметке НПУ, УМО, на 1/3Н от основания.