3.5 Расчёт цементной завесы и дренажа
На скальном основании устраиваются как правило только вертикальные дренажные устройства.
Толщина цементационной завесы:
где
– потери напора на завесе, определяются
из фильтрационного расчёта
;
– критический градиент напора на завесе
принимаем
.
Толщина одного ряда цементационной завесы – 3,6 (м).
Заглубление завесы относительно подошвы сооружения:
Расстояние от напорной грани до завесы:
Для отвода профильтровавшейся воды, снятия фильтрационного давления на сооружение, предотвращения разрушения и образования трещин в скальном основании под подошвой сооружения устраивают дренажи.
Диаметр дренажа принимаем
.
Заглубление дренажа относительно подошвы сооружения:
Расстояние от завесы до дренажа принимаем:
.
Через дренажные скважины фильтрующуюся воду выводят в цементационную или дренажную галерею, а отвод воды в НБ осуществляют самотеком или насосами.
4 Статические расчёты плотины
Расчёты прочности и устойчивости гидротехнических сооружений выполняют для основного сочетания нагрузок и воздействий. В состав основного сочетания входят нагрузки постоянные, временные, длительные и кратковременные. Нагрузки и воздействия должны приниматься в наиболее неблагоприятных, но возможных сочетаниях отдельно для строительного и эксплуатационного периодов. Расчеты для основного сочетания нагрузок при НПУ и hНБ(Qвхк).
Выполним
статический расчет плотины для основного
расчетного случая при НПУ в верхнем
бьефе и минимальном уровне в нижнем
(при
.
4.1 Вес сооружения и механизмов
Вес водосливной части плотины на 1 погонный метр:
где
– площадь поперечного сечения водосливной
части плотины, определяется с помощью
AutoCAD
.
Для расчётов понадобится момент относительно середины подошвы плотины.
Плечо
-
Вес бычка:
где
– площадь поперечного сечения быка
водосливной части плотины, определяется
с помощью AutoCAD
.
Плечо
-
Площадь затвора:
Вес плоского затвора:
Вес затвора на 1 погонный метр:
4.2 Сила гидростатического давления воды
Сила гидростатического давления воды определяется по формулам гидравлики. Эпюры гидростатического давления на верховую и низовую грань приняты по треугольнику.
Сила гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа для основного случая:
где
– отметка уровня подошвы плотины,
.
Сила гидростатического давления воды со стороны нижнего бьефа для основного случая:
Плечо для силы гидростатического давления воды определяется как треть высоты поверхности давления, для основного:
4.3 Сила взвешивающего и фильтрационного давления воды
Эпюра взвешивающего давления принимается в виде прямоугольника от минимального уровня нижнего бьефа до подошвы сооружения для основного случая и от максимального уровня нижнего бьефа до подошвы сооружения для поверочного случая. Плечо взвешивающего давления равно 0.
Сила взвешивающего давления для основного случая:
Площадь эпюры фильтрационного давления определяется как сумма площадей отдельных её участков представляющих из себя прямоугольные трапеции и прямоугольный треугольник или с помощью AutoCAD.
Площадь эпюры
Сила фильтрационного давления на подошву сооружения для основного случая:
Плечо момента сил фильтрационного давления определяем с помощью AutoCAD или как средневзвешенное центров тяжести отдельных участков эпюры фильтрационного давления, для основного случая:
