КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Дренажное устройство
Для предотвращения вредных последствия фильтрации по всей длине плотины проектируется замок. Замок врезается в коренные породы на глубину 1.0 м. Размеры замка следующие: ширина по дну 3.0 м, ширина по верху переменная, крутизна откосов 1х1.0. Сопряжение тела плотины с берегами выполняются планировкой откосов наклонными пологими уступами. Перед насыпкой тела плотины в основании удаляется растительный грунт и грунты с высоким коэффициентом фильтрации. Затем пропашным плугом взрыхляем площадь основания плотины, потом уплотняем грунт кулачковыми катками слоя 20-30 см.
4.4.Фильтрационный расчёт плотины
Целью фильтрационного расчёта является определение положения кривой депрессии в теле плотины и установление величины полного фильтрационного расхода через тело плотины. Расчёт ведём при нормальном подпорном уровне (НПУ). Определяем положение раздельного сечения:
(4.7)
Аналитически определяем расстояние от раздельного сечения до начала дренажа:
(4.8)
Ордината кривой депрессии на входе в дренаж: = (4.9) Определяем заход кривой депрессии в дренаж:
. (4.10)
Зададимся значению «х» и вычисляем значение «у». Выбираем систему координат. Ось абсцисс направляем по основанию плотины в сторону верхнего бьефа, а ось ординат – вертикально вверх. В выбранной системе координат откладываем получённые значения. Смотрим кривую депрессии по уравнению:
2 (4.11)
Результаты расчётов сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1. Координаты кривой депрессии.
Х
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,38
| 4,46
| 7,14
| 9,52
| 11,9
| 14,28
| 16,66
| 19,04
| 21,42
| У
| 1,54
| 2,18
| 2,67
| 3,08
| 3,44
| 3,77
| 4,08
| 4,36
| 4,62
| Х
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 23,8
| 26,8
| 28,56
| 30,94
| 33,32
| 35,7
| 38,08
| 40,46
| 42,84
| У
| 4,87
| 5,11
| 5,34
| 5,56
| 5,77
| 5,97
| 6,17
| 6,36
| 6,54
|
По полученным данным строим кривую депрессии. Определяем удельный фильтрационный расход:
м(4.12)
Где: - коэффициент фильтрации грунта тела плотины;
Полный фильтрационный расход через тело плотины составит:
(4.13)
где: - длина плотины по гребню; [л.З]
4.5.Расчёт низового откоса на устойчивость
После предварительного начертания поперечного профиля плотины и расчёта на фильтрацию откосы плотины следует проверить на устойчивость. Расчёт ведётся в следующей последовательности. На миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 вычерчивается поперечный профиль плотины со стороны нижнего бьефа с нанесением кривой депрессии. Находим область центров кривых скольжения. Центры кривых скольжения располагаются в прямоугольнике bcdf который по предложению В.В. Фандеева строится следующим образом; из середины осредненного откоса «А» проводим вертикаль АД и линию АС под углов 85° к осреднённому откосу. Из точки А проводим дуги окружностей радиусами которые выбираем в зависимости от заложения откосов плотины Н. Произвольным радиусом К из центра, размещённого в прямоугольнике bcdf, проводим часть окружности, нежелательно окружность заводить далее середины ширины гребня плотины. Окружность должна полностью отсечь низовой откос, захватив часть основания. Отсек грунта ограниченный контуром плотины и частью окружности радиуса R, разбиваем на полосы шириной по 0,1R. Нулевую полосу располагаем под центром окружности от нулевой полосы измерением к гребню плотины положительными номерами, а к основанию – отрицательными. Все подсчёты сводим в таблицы (4.2,4.3,4.4.4,4.5,4.6,7.7). Обозначение букв входящих в таблицы (4.2,4.3,4.4): а – угол наклона хорды sina– равен номеру полосы делённому на 10 соsа – находим по формуле : (4,14) В графу 4 записываем измеренную по чертежу среднюю высоту каждой полосы грунта выше кривой депрессии (до линии откоса) В графу 5 заносим для каждой полосы . Эта измеренная по чертежу, средняя высота полосы, ниже кривой депрессии (до кривой скольжения).
В графу 6 записывается приведённая высота грунта, соответствующая грунту естественной влажности.
. (4.15)
где: γсух - объёмный вес грунта выше линии депрессии, т/ - объёмный вес грунта ниже депрессии, с учётом взвешивания по Архимеду:
. (4.16) Где: п – пористость грунта γ – удельный вес грунта тела плотины, В графу 7,8 записываем произведения sina, и cosa. γ – угол внутреннего трения грунта, зависит от грунта, из которого отсыпается плотина и грунта основания плотины. С – удельное сцепление грунта L – длина части дуги скольжения, по которой действует сцепление «С» Коэффициент запаса устойчивости откоса с учётом фильтрационного потока выражается формулой:
(4.17)
т.е. отношение моментов удерживающих сил к моменту сдвигающих сил - берётся из таблицы (4.5,4.6,4.7). – площадь, ограниченная линией депрессии и кривой скольжения до дренажа и после него, l – средний уклон фильтрационного потока в площади г – плечо силы относительно центра кривой скольжения, м. Подставляя вычисленные значения сумм в уравнении (4.17), получим коэффициент устойчивости против оползания откоса. Значение коэффициента устойчивости должно быть в пределах от (1,1 – 1,3). Чтобы расчёт был исчерпанным нужно провести несколько поверхностей скольжения и сделать для каждой из них расчёт. Таким путём можно отыскать наименьшее значение коэффициента устойчивости [К],[л.4]
Таблица 4.2. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=18 м
№полос
|
|
| hсу
|
1АМОК
| hпр
| hпрsina
| hпр соsа
|
| 0,8
| 0,6
|
| -
|
| 1,6
| 1,2
|
| 0,7
| 0,71
| 2,0
| 2,2
| 3,83
| 2,68
| 2,72
|
| 0,6
| 0,80
| 2,2
| 3,6
| 4,21
| 2,52
| 3,36
|
| 0,5
| 0,87
| 2,0
| 4,8
| 4,68
| 2,34
| 4,07
|
| 0,4
| 0,92
| 1,8
| 5,2
| 4,71
| 1,88
| 4,33
|
| 0,3
| 0,95
| 1,6
| 6,4
| 5,18
| 1,55
| 4,92
|
| 0,2
| 0,98
| 1,8
| 5,0
| 4,6
| 0,92
| 4,51
|
| 0,1
| 0,99
| 1,8
| 4,4
| 4,26
| 0,44
| 4,35
|
|
|
| 3,2
| 2,4
| 4,54
|
| 4,54
| -1
| -0,1
| 0,99
| 2,6
| 1,8
| 3,61
| -0,36
| 3,57
| -2
| -0,2
| 0,98
| 1,8
| 1,6
| 2,69
| -0,53
| 2,63
| -3
| -0,3
| 0,95
| 1,0
| 1,0
| 1,56
| -0,46
| 1,48
| -4
| -0,4
| 0,92
| 0,2
| 0,2
| 0,31
| -0,12
| 0,28
|
|
|
|
|
|
| 112,46
|
| Таблица 4.3. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=20м
№ полос
| sina
| соsа
| hсух
| hмок
| hПр
| hпрsina
| hпр соsа
|
| 0,8
| 0,6
| 2,8
| 0,2
| 2,91
| 2,32
| 1,74
|
| 0,7
| 0,71
| 2,4
|
| 3,52
| 2,46
| 2,49
|
| 0,6
| 0,80
| 2,2
|
| 3,88
| 2,32
| 3,10
|
| 0,5
| 0,87
|
| 3,8
| 4,12
| 2,06
| 3,58
|
| 0,4
| 0,92
| 1,8
| 4,2
| 4,15
| 1,66
| 3,81
|
| 0,3
| 0,95
| 1,8
|
| 4,04
| 1,21
| 3,83
|
| 0,2
| 0,98
| 1,8
| 3,6
| 3,81
| 0,76
| 3,73
|
| 0,1
| 0,99
| 2,4
| 2,6
| 3,85
| 0,38
| 3,81
|
|
|
|
| 1,2
| 3,67
|
| 3,67
| -1
| -0,1
| 0,99
| 2,4
| 1,0
| 2,96
| -0,29
| 2,93
| -2
| -0,2
| 0,98
| 1,4
| 0,8
| 1,84
| -0,36
| 1,80
| -3
| -0,3
| 0,95
| 0,6
| 0,2
| 0,71
| -0,21
| 0,67
|
|
|
|
|
|
| 112,31
|
| Таблица 4.4. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=22м
№ полос
| sina
| соsа
| hсух
| hмок
Х1мок
| hпр
| hпрsina
| hпр соsа
|
| 0,7
| 0,71
| 2,4
| -
| 2,4
| 1,68
| 1,704
|
| 0,6
| 0,8
| 2,4
| 1,6
| 3,29
| 1,97
| 2,63
|
| 0,5
| 0,87
| 2,0
| 2,8
| 3,56
| 1,78
| 3,09
|
| 0,4
| 0,92
| 1,8
| 3,6
| 3,81
| 1,52
| 3,50
|
| 0,3
| 0,95
| 1,8
| 3,6
| 3,81
| 1,14
| 0,77
|
| 0,2
| 0,98
| 1,8
| 3,2
| 3,59
| 0,72
| 3,51
|
| ОД
| 0,99
| 2,6
| 1,8
| 3,61
| 0,36
| 3,57
|
|
|
| 2,8
| 0,8
| 3,25
|
| 3,25
| -1
| -ОД
| 0,99
| 1,8
| 0,6
| 2,13
| -0,21
| 2,11
| -2
| -0,2
| 0,98
| 0,6
| 0,2
| 0,71
| -0,14
| 0,7
|
|
|
|
|
|
| 8,82
|
| Таблица 4.5. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=18м
№ полос
| γ
| tga
| С,т/м
| L,м
| СL, т/м
| соsа
| hcos tg
| 8
|
| 0.70
|
| 3.14
| 15.7
| 0.6
| 0.42
|
|
| 0.43
|
| 10.67
| 32.01
| 12.91
| 5.94
|
|
| 0.36
|
| 17.89
| 35.78
| 28.93
| 10.41
|
Всего
|
|
|
|
| 83.49
|
| 16.77
|
Таблица 4.6. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=20м
№ полос
| γ
| tga
| С, т/м
| L, м
| СL, т/м
| соsа
| hcos tg
|
|
| 0.70
|
| 2.45
| 12.25
| 0.87
| 0.61
|
|
| 0.46
|
| 11.9
| 35.7
| 13.85
| 6.37
| З-(-З)
|
| 0.36
|
| 14.7
| 29.4
| 20.44
| 7.36
| Всего
|
|
|
|
| 77.35
|
| 14.34
|
Таблица 4.7. Расчёт сдвигающих и удерживающих сил. R=22м
№ полос
|
| tga
| С, т/м
| L, м
| СL, т/м
| соsа
| соstg
|
|
| 0.70
|
| 3.45
| 17.27
| 0.85
| 0.59
|
|
| 0.46
|
| 13.3
| 39.90
| 10.84
| 4.99
| 2-(-2)
|
| 0.36
|
| 13.3
| 26.60
| 13.4
| 4.73
| Всего
|
|
|
|
| 83.77
|
| 10.31
| R=18м
W1= (7-0) 1,8=61,2 м2
W2= (-1-4)1,8=8,28 м2
r1=16 м
r2=3 м
i1=0,45
i2=0,25
![](https://konspekta.net/lektsiiimg/baza2/3004598854756.files/image176.gif)
R=20м
W1= (8-1) 2=46,8 м2
W2= (0-(-3))2=6,4 м2
r1=18м
r2=3 м
i1=0,44
i2=0,15
= 2,04˃[К]
R=22м
W1= (1-0) 2,2=37,4 м2
W2= (0-(-4))2,2=3,52 м2
r1=20м
r2=3 м
i1=0,44
i2=0,075
= ![](https://konspekta.net/lektsiiimg/baza2/3004598854756.files/image184.gif)
Расчет провели для трех центров кривых скольжения при радиусах =18м, R2=20м, R3=22м. Определяем средний коэффициент устойчивости Кср, получили значение больше нормативного, следовательно, низовой откос устойчив и его заложение принято достаточным.
![](https://konspekta.net/lektsiiimg/baza2/3004598854756.files/image189.gif)
˃[К] [К]=1,1
Низовой откос устойчив.
5. ВОДОСБРОСНОЕ СООРУЖЕНИЕ
|