4. Конструктивные элементы нижнего бьефа

Для защиты грунтов основания от размыва потоком, сбра­сываемым через плотину, устраивается водобойный колодец и рисберма.

Расчет водобоя был произведен ранее в п.3.3.

Его основные параметры:

м

м

Длина рисбермы принимается 30 м, т.е. 3 плиты по 10х10 м.

Толщина первой плиты принимается не менее половины толщины плиты водобоя и равна:

Соответственно, для второй и третьей плиты:

4. Определение основных нагрузок на плотину

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.

6.1 Вес сооружения

Площадь поперечного сечения, а также точка приложения равнодействующей силы определяются в программе AutoCad.

Вес 1п.м. водосливной части плотины:

где - площадь поперечного сечения плотины;

- ширина пролета;

- толщина быка;

- плотность бетона.

м.

Вес быка и точка его приложения:

м.

Вес плоского затвора определяется по формуле А.Р.Березинского:

где - площадь затвора:

Таким образом:

Величина силы давления воды на затвор:

Вес затвора приводится к 1 п.м:

6.2 Сила гидростатического давления воды

Горизонтальная составляющая силы гидростатического давления воды:

- с верхнего бьефа:

где

- с нижнего бьефа:

где

6.3 Равнодействующая взвешивающего давления

Cила взвешивающего давления:

6.4 Сила фильтрационного давления

Фильтрация на скальном основании принимается по [6].

Геометрические параметры эпюры фильтрации:

Фильтрационное давление:

5. Давление грунта

Давление наносов на вертикальную грань:

,

где - удельный вес наносов во взвешенном со­стоянии (9÷13 кН/м³);

- толщина слоя наносов;

=(20÷22°) - угол внутреннего трения наносов.

,

Равнодействующая давления наносов на 1 п. м:

кН.

Далее необходимо определить активное давление грунта основания со стороны верхнего бьефа.

,

Удельный вес взвешенного грунта:

,

где - удельный вес сухого грунта (для песчаника 27,5);

- пористость сухого грунта (для песчаника 0,16-0,26);

- удельный вес воды.

кН/м²,

В точке на нижней границе слоя грунта толщиной , где действуют и вес наносов, и вес грунта, давление равняется:

,

,

Следовательно:

кН.

Вследствие большого сцепления активное давления грунта на плотину отсутствует.

6.6 Волновое давление

Равнодействующая волнового давления может быть определена упрощенно по формуле А.Л.Можевитинова:

м;

Плечо силы относительно уровня покоя ВБ:

Плечо силы относительно оси вращения моментов: