6.6 Фильтрационный расчет
Фильтрационные расчеты производят с целью обоснования размеров и очертания подземного контура, определения величины фильтрационного давления.
Расчет фильтрации под плотиной методом удлиненной контурной линии.
В основу метода положено допущение о линейном изменении напора по длине подземного контура с учетом более эффективных потерь на вертикальных путях фильтрации на входе и выходе.
Эпюра напоров сначала строится на
виртуальной длине, а затем переносится
на пределы действительной длины и на
вертикальных участках исправляется.
Графически виртуальная длина получается,
если в обе стороны от концов действительной
длины развернутого подземного контура
отложить отрезки, равные 0,44
.
Этими отрезками учитываются потери
напора на входных и выходных участках
контура.
Так
как в основании под плотиной гравий,
необходимо определить расчетную глубину
залегания водоупора
находится,
исходя из коэффициента:
где
длина проекции подземного контура на
горизонталь;
длина
проекции подземного контура на вертикаль.
Так
как
находится как:
В
нашем случае
,
надлежит принимать
Определим среднюю глубину залегания
водоупора
:
Откладываем вертикальную линию от А равную напору:
Сила фильтрационного давления:
где
-
площадь эпюры под плотиной.
6.7 Статические расчеты плотины
6.7.1 Определение основных нагрузок на плотину
Расчеты прочности и устойчивости гидротехнических сооружений выполняют для основного сочетания нагрузок. В состав основного сочетания входят нагрузки постоянные, временные, длительные и кратковременные. Коэффициент надежности по нагрузке при расчете плотин принимается по СНиП 33-02-2003:
Бетонная плотина с hпл = 56 м (см. п. 3) – высота плотины, относится ко II классу сооружений, . Таким образом, при основном сочетание нагрузок обеспеченность принимается равной 2%.
Вес сооружения и механизмов
Вес 1 п.м. водосливной части плотины определяется по формуле:
где
площадь поперечного сечения:
ширина пролета;
толщина быка;
плотность бетона.
Для определения площади поперечного сечения сооружения и точки приложения равнодействующей воспользовались программой AutoCAD для более точного результата.
Площадь поперечного сечения плотины:
Точка приложения равнодействующей
Вес бычка и точку его приложения определим аналогичным образом:
Площадь поперечного сечения бычка:
Точка приложения равнодействующей
Вес подъемного механизма определяется:
вес плоского затвора:
площадь
затвора:
Величина силы давления воды на затвор:
Вес затвора на 1п.м:
Сила гидростатического давления воды
Сила гидростатического давления воды определяется по формулам гидравлики. Эпюры с гидростатического давления на верховую и низовую грани бетонной плотины приняты по треугольнику.
Горизонтальная составляющая силы гидростатического давления воды:
с верхнего бьефа:
где
с нижнего бьефа:
где
Вертикальная составляющая силы гидростатического давления воды:
с нижнего бьефа – площадью поперечного сечения тела давления от УНБ до фундаментной плиты:
где
Равнодействующая взвешивающего давления
Эпюра взвешивающего давления принимается в виде прямоугольника от минимального уровня нижнего бьефа до подошвы.
Ординаты эпюр определим как:
где
Сила взвешивающего давления равна площади эпюры взвешивающего давления для данного расчетного случая.
где
