25237 (586580), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Средние параметры волны в глубоководной зоне определяем в следующем порядке:

Определяем безразмерные величины:

и (4.3)

где - ускорение свободного падения = 9,81 м/с²;

- продолжительность действия ветра. Для предварительных расчетов принимаем = 6 часов;

- расчетная длина волны, = 5,6 км.

= 5,6 км = 6,2 км

= = 13237 = = 29027

= = 176,3 = = 937

По графику 1.5 [Л1] с 23 по найденным величинам находим:

и (4.4)

= 0,09 = 4,4 = 0,12 = 5,3

= 0,025 = 1,8 = 0,045 = 2,9

Среднюю величину высоты волны и период Т определяем по минимальным значениям.

= 0,025 = 1,8 = 0,45; = 0,24

= = = 0 = = = 0

Т = = = 2,94 с Т = = = 2,16 с

Средняя длина волны определяется по формуле:

λ_d = (4.5)

λ _d = = = 13,5 м λ_d = = =7,3 м

Обеспеченность высоты волны при определении высоты каната принимается равной 1% обеспеченности. Высоту волны при этой обеспеченности определяем по формуле:

= К_i · (4.6)

где К_i – коэффициент принимается по графику1.6 [Л1] с 24

п ри = 176,3 К_i = 2,07 = 937 К_i = 2,13

= 2,07 · 0,65 = 1,35 м = 2,13 · 0,24 = 0,51 м

Высоту наката волны для глубоководной зоны определяем по формуле:

= К_т · К_р · К_sр · К_гип · · (4.7)

где К_т и К_р – коэффициент принимается по таблице 1.4 [Л1] с 24,

в зависимости от вида покрытия откоса. Для железобетонных плит К_т= 1,0; К_р= 0,9.

К_sр – коэффициент зависящий от крутизны откоса и скорости ветра.

Принимаем по таблице 1.5 [Л1] с 25,

К_sр = 1,5 К_sр = 1,1

К_гип - коэффициент принимается по графику ……… в зависимости от отношения λ_d/

= =10; К_гип =1,38 = =14,5; К_гип =1,7

– коэффициент, учитывающий угол между фронтом волны и нормалию к оси плотины. Принимаем =0, тогда = 1,0.

Подставляем данные в формулу 1.7, получим:

= 1·0,9·1,5·1,38·1·1,35 =2,52 = 1·0,9·1,1·1,7·1·0,51 =0,86

Высоту ветрового нагона определяем по формуле:

∆h = = (4.8)

где – коэффициент принимается в зависимости от скорости ветра,

= 2 · 10^-6;

- глубина воды перед плотиной

п ри НПУ = НПУ - дна = 74,5 – 51,5 = 23 м;

п ри ФПУ = ФПУ - дна = 78,2 – 51,5 = 26,7 м.

∆ h = 2 · 10^-6 =0,013 м ∆h = 2 · 10^-6 =0,003 м

Подставляем найденные величины в формулу 4.1, получим:

h = 2,51 + 0,013 + 0,5 = 3,023 м h = 0,86 + 0,003 + 0,5 = 1,363 м

Отметка гребня плотины:

ГП = НПУ+ h =74,5+3,023=77,523м ГП = ФПУ+ h =78,2+1,36=79,56м

Из двух значений принимаем большее значение. Окончательно принимаем отметку гребня ГП = 79,60 м.

Определяем проектную высоту плотины:

Н _пр. = ГП - осн., м (4.9)

г де осн. – отметка основания плотины, м.

осн. = тальв. – t_р.с., м (4.10)

где тальв. – отметка тальвега, равная 51,6 м;

t_р.с. – толщина снятия растительного слоя в тальвеге,

t_р.с. = 0,2 м.

о сн. = 51,6 – 0,2 = 51,4 м

Н_пр. = 79,6 – 51,4 = 28,2 м

В первые годы эксплуатации плотина даст осадку. Принимая величину осадки для хорошо укатанных плотин равной 2% от Н_пр., определим строительную высоту плотины:

Н_стр. = 1,02 · Н_пр. = 1,02 · 28,2 = 28,76 м (4.11)

4.1.2 Проектирование гребня плотины

Гребень плотины необходим для придания устойчивости поперечному профилю плотины. Ширину гребня назначаем, исходя из категории проектируемой дороги, равной 8 м. Длина плотины по гребню составляет 199 м. Проезжую часть дороги укрепляем одеждой, в состав которой входят покрытие и основание. Покрытие выполняем щебенистым, толщиной 0,2 м. Основание выполняет роль дренирующего слоя. Вода из дренирующего слоя корытного профиля отводится через дренажные воронки на откосы. Воронки располагаются по обеим сторонам корыта в шахматном порядке на расстоянии 4 м друг от друга. Для стока поверхностных вод гребень выполняем с поперечным уклоном 4% в обе стороны от оси. По краям гребня с обеих сторон устанавливаем сигнальные столбики через 3 м друг от друга. Отметка гребня определена расчетом и составляет 79,6 м.

4.1.3 Проектирование откосов плотины

Откосы плотины ломаного очертания. Крутизна их зависит от высоты плотины, грунтов тела плотины и основания, способов производства работ. Принимаем следующее заложение откосов:

верхового – m₁ = 3,0

низового - m₂ = 2,5

На обоих откосах проектируем бермы на отметке 67,00 шириной по 4 м. Берма низового откоса отводит в нижний бьеф дождевые и талые воды. Для этого ей придаем поперечный уклон 2% в сторону откоса и устраиваем на внутренней стороне кювет-канаву. Эта берма также служит для надзора и ремонта откоса.

Верховой откос плотины подвергается действию волн пруда, ледяного покрова, атмосферному влиянию, поэтому укрепляем его от отметки 67,00 до отметки 59,10 гравийно-галечниковой обсыпкой, а выше до отметки гребня плотины – железобетонными плитами ПКО-10 (4×2). Плиты укладываем на подготовку из щебня толщиной 0,2 м и омоноличиваем в карты. Крепление верхового откоса производится как с гребня, так и с бермы верхового откоса.

Низовой откос засеваем многолетними травами по слою растительного грунта толщиной 0,2 м для ослабления разрушающего действия атмосферных осадков и ветров. Чтобы грунт не оползал, нарезаем на откосах борозды.

4.1.4 Проектирование дренажа

Дренаж плотины предназначен для:

• недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос;

• понижения кривой депрессии, а следовательно, повышения устойчивости низового откоса;

• отвода воды, фильтрующейся через тело плотины и основание в нижний бьеф;

• предотвращения возникновения фильтрационных деформаций.

В проекте принято дренажное устройство в виде дренажной призмы из камня. Со стороны тела плотины дренаж окружен обратным фильтром из щебня

d = 20-40 мм и разнозернистого песка. Толщина слоев фильтра 20 см. Дренаж имеет форму трапеции со следующими разрезами:

- высота – 4м;

- ширина по верху – 2 м;

- заложение откосов m₁ = 1,5; m₂ = 2,5.

4.1.5 Проектирование противофильтрационных устройств

Противофильтрационным устройством является ядро в центральной части плотины. Ось ядра совмещена с осью плотины. Ядро отсыпается из суглинков. В поперечном сечении оно имеет форму трапеции с размерами: ширина поверху – 3м, понизу в русловой части – 16 м, крутизна откосов 1:0,25. Верх ядра возвышается над ФПУ на высоту капиллярного поднятия.

4.1.6 Проектирование сопряжения тела плотины с основанием и берегами

Для предотвращения вредных последствий фильтрации в основании плотины и для повышения её устойчивости против плоского сдвига проектируем в основании замок. Врезка осуществляется в коренные породы на глубину от 1,0 до 9,6 м. Ширина замка по дну 4 м, крутизна откосов 1:1,0.

Сопряжение тела плотины с берегами выполняется планировкой откосов наклонными уступами. Перед насыпкой тела плотины в основании удаляется растительный грунт и грунты с высоким коэффициентом фильтрации. Затем пропашным плугом рыхлится основание и уплотняется кулачковыми катками толщиной слоя 20-30 см.

4.2 Расчет плотины на фильтрацию

Целью фильтрационного расчета является определение положения кривой депрессии в теле плотины и полного фильтрационного расхода.

Расчет ведем при отметке НПУ в пруде.

Определяем напор по формуле:

Н = НПУ - тальв. = 74,5 – 51,25 = 23,25 м (4.12)

Определяем положение раздельного сечения:

ΔL = · Н = · 23,25 = 9,96 ≈ 10 м (4.13)

Аналитически определяем расстояние от раздельного сечения до начала дренажа и проверяем его графически:

L =ΔL+( ГП- НПУ)· +В_гр+В_бер+( ГП - др.)· - ( др –

- осн.)· =10+(79,6-74,5)·3+8+4+(79,6-55,25)·2,5-(55,25-51,25)·1,5=

= 92,18 м (4.14)

где ΔL – раздельное сечение, м;

ГП – отметка гребня плотины, м;

НПУ – отметка нормального подпорного уровня, м;

В_гр – ширина гребня, м;

В_бер – ширина бермы, м;

- заложение низового откоса;

- заложение верхового откоса;

осн. – отметка основания, м;

др – отметка верха дренажа, м;

– заложение внутреннего откоса дренажа.

Приводим грунт тела ядра к грунту тела плотины:

Я = · = · 10 = 2500 м (4.15)

где - коэффициент фильтрации грунта тела плотины, =0,08м/сут;

- коэффициент фильтрации грунта тела ядра, =0,08 м/сут;

- средняя толщина ядра, м.

= = = 10 м

Определяем приведенную длину:

L_пр. = L + Я - = 92,18 + 2500 – 10 = 2582,18 м (4.16)

Определяем ординату кривой депрессии на входе в дренаж:

h₁ = - = - 2582,18 = 0,1 м (4.17)

Определяем заход кривой депрессии в дренаж:

I = = = 0,05 м (4.18)

Строим кривую депрессии по уравнению:

y² = 2 h₁· х, м² (4.19)

Задаемся значением «х» и вычисляем «у», сводя расчеты в таблицу 4.1

Таблица 4.1

Строим кривую депрессии в системе координат ХОУ.

Определяем удельный фильтрационный расход через тело плотины:

Характеристики

Список файлов ВКР