- •Содержание
- •1 Исходные данные
- •1.1 Климатические условия в районе проектируемого гидроузла
- •1.2 Характеристика Ярославского района
- •1.3 Гидрологические данные
- •1.4 Гидрологический ряд
- •1.8 Профиль створа гидроузла
- •1.11 Характеристика гэс
- •1.12 Определение класса сооружения
- •2 Проектирование сооружений напорного фронта
- •2.1 Определение отметки гребня плотины
- •2.1.1 Грунтовая плотина
- •2.1.2 Бетонная плотина
- •3 Гидравлические расчеты
- •3.1 Определение ширины водосливного фронта
- •3.2 Определение отметки гребня водослива
- •3.3 Построение профиля водосливной грани
- •3.4 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе
- •3.5 Расчет водобойной плиты
- •3.6 Расчет водобойной стенки
- •3.7 Расчет аварийного, глубинного водосброса
- •4 Конструирование плотины
- •4.1 Определение ширины подошвы плотины
- •4.2 Разрезка бетонных плотин швами
- •4.3 Быки
- •4.4 Устои
- •4.5 Галереи в теле плотины
- •5 Конструирование отдельных элементов подземного контура плотины
- •5.1 Понур
- •6.3 Ковш
- •7. Фильтрационный расчет подземного контура
- •7.1 Построение эпюры противодавления методом удлиненной контурной линии
- •8 Определение основных нагрузок на плотину
- •8.1 Вес сооружения и затворов
- •8.2 Сила гидростатического давления воды
- •8.3 Равнодействующая взвешивающего давления
- •8.4 Сила фильтрационного давления
- •8.5 Давление грунта
- •8.5 Волновое давление
- •9 Оценка прочности плотины
- •10 Критерии прочности плотины и её основания
- •11 Обоснование устойчивости плотины
- •Список использованных источников
8.5 Давление грунта
Активное давление наносов со стороны верхнего бьефа:
где – удельный вес наносов во взвешенном состояний;
– толщина слоя наносов;
– угол внутреннего трения наносов.
Равнодействующая давления наносов на 1 п.м:
Взвешенный удельный вес суглинка:
где – удельный вес сухого суглинка;
– пористость грунта.
Взвешенный удельный вес бетона:
Давление грунта со стороны верхнего бьефа:
где – угол внутреннего трения суглинка;
– сцепление суглинка.
где – толщина грунта между отметкой дна и понуром.
где – толщина грунта между понуром и отметкой подошвы между зубьями плотины.
Равнодействующая активного давления грунта на 1 п.м длины плотины – для первого слоя грунта:
– для второго слоя грунта:
Полученные значения давлений - отрицательные, что свидетельствует об отсутствие активного давления грунта на плотину.
Пассивное давление наносов действует только на водобой и на плотину не переносится.
8.5 Волновое давление
Равнодействующая волнового давления по формуле А.Л Можевитинова:
Линия действия равнодействующей находится ниже относительно уровня покоя верхнего бьефа на величину:
9 Оценка прочности плотины
Оценка прочности бетонной плотины проводится по методу предельных состояний первой группы в сечении на уровне подошвы плотины. Ниже приведена таблица 7, в которую внесены нагрузки рассчитанные ранее и умноженные на коэффициент , также указаны направление силы и плечи.
Изгибающий момент относительно середины расчетного сечения принят со знаком «+», против хода часовой стрелки со знаком «–».
Таблица 7 – Основные нагрузки на плотину
№ силы |
Обозначение силы |
Направление силы |
Сила, кН∙ |
Плечо, м |
Момент, кН∙м |
||
1 |
1,0 |
→ |
2005,4 |
6,74 |
13516,4 |
||
2 |
1,0 |
← |
75 |
1,3 |
-97,5 |
||
3 |
1,0 |
↓ |
700,04 |
8,98 |
-6286,36 |
||
4 |
1,0 |
↓ |
14,42 |
9,7 |
139,87 |
||
5 |
0,95 |
↓ |
1669,82 |
0,54 |
-901,7 |
||
6 |
0,95 |
↓ |
3265,46 |
0,81 |
-2645,02 |
||
7 |
1,0 |
↑ |
1002,1 |
0 |
0 |
||
8 |
1,0 |
↑ |
527,1 |
6,52 |
3436,7 |
||
9 |
1,2 |
→ |
20,22 |
4,05 |
81,89 |
||
10 |
1,0 |
→ |
6 |
18,89 |
113,34 |
||
11 |
0,9 |
↓ |
30,12 |
3,96 |
-119,28 |
||
7238,34 |
Сумма вертикальных сил:
Краевые напряжения для верховой грани:
Нормальное напряжение по горизонтальным площадкам:
где – сумма моментов, действующих на подошву;
– ширина подошвы плотины;
Нормальное напряжение по вертикальным площадкам:
где – заложение верховой грани на уровне расчетного сечения;
–напор над расчетным сечением со ВБ (между отметкой НПУ и отметкой подошвы между зубьев плотины);
Касательные напряжения у верховой грани:
Максимальные растягивающие главные напряжения:
Максимальные сжимающие главные напряжения:
Краевые напряжения для низовой грани:
Нормальное напряжение по горизонтальным площадкам:
Нормальное напряжение по вертикальным площадкам:
– заложение низовой грани на уровне расчетного сечения;
–напор над расчетным сечением со стороны НБ (между отметкой НПУ и отметкой подошвы между зубьев плотины);
Касательное напряжение у низовой грани:
Максимальные сжимающие главные напряжения:
Максимальные растягивающие главные напряжения: