25287 (686785), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

где: у – ордината кривой депрессии;

Н – глубина воды в верхнем бьефе;

q – расход фильтрационного потока через тело плотины:

(8)

где: К_ф - коэффициент фильтрации тела плотины. К_ф = 0,3 м/сут.

L_p – ширина эквивалентного профиля плотины по основанию:

(9)

Величину ΔL определяем по формуле:

(10)

где β – коэффициент, учитывающий крутизну верхового откоса, определяемый по формуле Г.К. Михайлова:

(11)

где: m₁ - коэффициент заложения верхового откоса. m₁ = 3

;

Величину L определяем по следующей зависимости:

, (12)

где: m₂ - коэффициент заложения низового откоса. m₂ = 2,5

b_гр – ширина гребня плотины. b_гр = 7 м

d – превышение над расчётным уровнем воды. d = 2,96 м

;

.

Рассчитаем высоту выхода депрессионной кривой на низовой откос над уровнем основания плотины в нижнем бьефе:

, (13)

Рассчитаем расход фильтрационного потока через тело плотины:

В формуле (7) х – абсцисса кривой депрессии. Задаём величину х в пределах от 5 м до 55 м.

Для каждого значения х_п определяем величину у_п по формуле (7). Расчёт ведём в табличной форме (табл. 1.7).

Табл. 1.7. Координаты кривой депрессии

По полученным координатам на поперечном профиле плотины строим кривую депрессии (рис. 2).

1. 1.3.1 Фильтрация в теле плотины с ядром на водонепроницаемом основании

Для расчёта такой плотины можно применять виртуальный метод, в котором ядро с заданными размерами и коэффициентом фильтрации К_я заменяют приведённым ядром призматической формы с коэффициентом фильтрации К_Т. Плотина тем самым приводится к эквивалентной по фильтрационным свойствам однородной плотине.

Порядок расчёта:

1). Находим среднюю толщину ядра:

δ_ср. = (δ₁ + δ₂) / 2, (14)

где δ₁ и δ₂ – толщина ядра поверху и понизу.

δ_ср. = (6 + 3) / 2 = 4,5 м

2). Определяем приведённую толщину эквивалентного ядра:

L_пр.я. = δ_{ср. *} К_т / К_я, (15)

L_пр.я. = 4,5 * 0,3 / 0,1 = 13,5 м.

3). Вычисляем приведённую ширину гребня плотины:

b_пр.гр = b_гр + L_пр.я – δ_ср. (16)

b_пр.гр = 7 + 13,5 – 4,5 = 16 м.

4). Величину L определяем по следующей зависимости:

L = m₁ * d + b_пр.гр + m₂ * (H + d), (17)

где m₁ и m₂ - коэффициенты заложения верхового и низового откосов:

m₁ = 3, m₂ = 2,5;

b_пр.гр - ширина гребня плотины: b_гр = 7 м;

d – превышение над расчётным уровнем воды: d = 2,96 м.

L = 3 * 2,96 + 16 + 2,5 * (13 + 2,96) = 57,28 м.

L_p – ширина эквивалентного профиля плотины по основанию:

(18)

м

Рассчитаем высоту выхода депрессионной кривой на низовой откос над уровнем основания плотины в нижнем бьефе:

м (19)

Кривую депрессии строим только на участках плотины до и после ядра, задавая значения x от x = ∆L до x = ∆L + x_в и от x = ∆L + x_в + L_пр.я. до x = L_р.

Строим кривую депрессии по уравнению, полученному с учётом эмпирических параметровﮈ^h и q:

(20)

где: Н – напор воды в верхнем бьефе, м;

k_т - коэффициент фильтрации тела плотины, м/сут;

ﮈ^h - потери напора фильтрационного потока, м;

q – удельный расход фильтрационного потока, м³/сут.

2. Табл. 1.8. Значения произведения параметра ξ и удельного расхода q

При kф = 0.3 м/сут., q = 0.9

Для определения пути фильтрации используется фактическая длина подошвы плотины с учетом рельефа местности и уклона русла реки. Расположение осей координат: ось Y принимаем перпендикулярно линии поверхности воды при отметке НПУ таким образом, чтобы ось Y проходила через точку пересечения поверхности воды при отметке НПУ с верховым откосом плотины; ось Х принимаем по основанию плотины перпендикулярно оси Y. Разбиваем ось Х на интервалы 10 м и для каждого значения Хn определяем Yn по формуле. Расчет производим в табличной форме, кривая депрессии представлена на (рис. 3).

2. Табл. 1.9. Координаты кривой депрессии

По полученным координатам на поперечном профиле плотины строим кривую депрессии (рис. 3).

1.3.2 Фильтрация в теле плотины с экраном на водонепроницаемом основании

При расчёте виртуальным методом экран заданных размеров, выполненный из грунта с коэффициентом фильтрации К_э, заменяют на эквивалентную в фильтрационном отношении призму с коэффициентом фильтрации К_т.

Порядок расчёта:

1). По формуле (14) находим среднюю толщину экрана δ_ср.:

δ_ср. = (6 + 3) / 2 = 4,5 м

2). Определяем приведённую (виртуальную) толщину эквивалентного экрана:

L_пр.э. = δ_{ср. *} К_т / (К_э * sinΘ), (21)

где Θ – угол наклона средней линии экрана к основанию плотины.

К_э = 0,1 м/сут.

L_пр.э. = 4,5 * 0,3 / (0,1 * sin45˚) = 19,0 м

3). Вычисляем приведённую ширину гребня плотины:

b_пр.гр = b_гр + L_пр.э. – δ_ср, (22)

b_пр.гр = 7 + 19,0 – 4,5 = 21,5 м.

4). Величину L определяем по следующей зависимости:

L = m₁ * d + b_пр.гр + m₂ * (H + d), (23)

где m₁ и m₂ - коэффициенты заложения верхового и низового откосов:

m₁ = ctgΘ, m₂ = 2,5;

b_пр.гр - ширина гребня плотины: b_гр = 7 м;

d – превышение над расчётным уровнем воды: d = 2,96 м.

L = ctg45˚ * 2,96 + 21,5 + 2,5 * (13+ 2,96) = 51,36 м

- ширина эквивалентного профиля плотины по основанию:

, (24)

;

м

Рассчитаем высоту выхода депрессионной кривой на низовой откос над уровнем основания плотины в нижнем бьефе:

м (25)

Строим кривую депрессии по уравнению:

(26)

где: у – ордината кривой депрессии;

Н – глубина воды в верхнем бьефе;

q – расход фильтрационного потока через тело плотины:

(27)

где К_ф - коэффициент фильтрации тела плотины. К_ф = 0,3 м/сут

Табл. 2.10. Координаты кривой депрессии

По полученным координатам на поперечном профиле плотины строим кривую депрессии (рис. 4).

1. 1.4 Расчет устойчивости низового откоса

Проверка устойчивости низового откоса плотины осуществляется согласно СНиП 2.06.05–84.

Расчеты устойчивости откосов грунтовых плотин всех классов следует выполнять для круглоцилиндрических поверхностей скольжения. При использовании метода круглоцилиндрических поверхностей скольжения выполняют следующее:

1). Строят область нахождения центров поверхностей скольжения;

2). Проводят круглоцилиндрические поверхности сдвига;

3). Вычисляют значения коэффициентов устойчивости откоса для множества поверхностей сдвига по формуле:

К_уст = R_удер. / F_сдвиг, (28)

где R_удер, F_сдвиг - равнодействующие моментов удерживающих сил и сдвигающих сил.

4).Делают вывод об устойчивости откоса и правильности принятого его заложения. Откос считается устойчивым, если:

К_уст  К_н * К_с / К_м, (29)

где К_н – коэффициент надёжности по классу сооружения, для плотин 3-го класса К_н = 1.15;

К_с - коэффициент сочетания нагрузок, для основного сочетания равен 1;

К_м - коэффициент равный 0.95.

Для построения области нахождения центра поверхности сдвига предложено несколько методов. Один из наиболее простых метод В.В. Фандеева, в котором рекомендуется центры круглоцилиндрических поверхностей сдвига располагать в криволинейном четырёхугольнике. Этот четырёхугольник образуется следующими линиями, проведёнными из середины откоса: вертикалью и прямой под углом 85˚ к откосу, а также двумя дугами радиусов:

и , (30)

где К₁ и К₂ - коэффициенты внутреннего и внешнего радиусов, которые определяются в зависимости от заложения откоса.

При коэффициенте заложения низового откоса m₂ = 2.5, К₁ = 0,875 и К₂ = 2,025

Т. о.: R₁ = 0,875 * 15,0 = 13,1 м; R₂ = 2,025 * 15,0 = 30,3 м.

Поверхность сдвига на поперечном профиле плотины представляет собой дугу окружности радиуса , проведённую таким образом, чтобы она пересекала гребень плотины и захватывала часть основания. Проведём окружность радиусом R = 30 м.

Характеристики

Список файлов курсовой работы