Подпорный гидроузел
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
50607010,089,48,77,97,06,0
4.Расчёт устойчивости низового откоса
Расчёт устойчивости низового откоса ведётся по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения (обрушения). Расчёт устойчивости откоса выполняется для плоской задачи, т.е. на 1 м.п. длины плотины.
Величины Rn=43,23; RB=74,67
м
Коэффициент запаса устойчивости низового откоса определяется по формуле А.А. Ничипоровича
Ks = ,
где Gi - вес грунта и воды в пределах i -го отсека;
Рi - равнодействующая давления воды по подошве i -го отсека;
ji - угол внутреннего трения грунта i -го отсека;
ai - угол между вертикалью и линией, соединяющей центр
кривой скольжения с серединой i -го отсека;
ci - удельное сцепление грунта i-го отсека по линия кривой скольжения
В общем случае, если в пределах рассматриваемого отсека про-
ходит кривая депрессии, а над отсеком имеется столб воды, вес его определяется по формуле
Gi = (gi +g нiт.п. + gнi ос + higw) bi ,
где - высота части отсека, от линии откоса до кривой депрессии, измеренная по его середине;
- высота части отсека, насыщенного водой (от подошвы плотины до кривой депрессии);
- высота части отсека от кривой скольжения до подошвы плотины;
hi - высота столба воды над отсеком;
gi, g нiт.п., gнi ос- -удельный вес грунта естественной влажности и грунта тела плотины и основания насыщенного водой ;
gw - удельный вес воды.
При расчете устойчивости низового откоса в условиях установившейся фильтрации равнодействующая давления воды будет состоять из фильтрационного и взвешивающего давления и определяется по формуле:
Рi =( + )bi/cosai
кН/м3
кН/м3
кН/м3
5.Гидравлические расчёты водосбросного сооружения
5.1 Консольный перепад
В состав консольного перепада входят лоток быстротока и консольная часть. Служащая для отброса струи воды на безопасное расстояние с точки зрения подмыва сооружения. Чаще всего консоль располагается горизонтально, иногда ей придается обратный уклон от 0 до 15 градусов. Длина обычно 1…2 м. В зависимости от геологический условий и размера консоли конструкция ее опор может быть свайной, стоечной или рамной. Подошва крайних опор назначается ниже дна воронки размыва.
.2 Подводящий канал
Подводящий канал должен обеспечивать плавный подвод воды к водосливу. В плане он обычно имеет криволинейное очертание. Поперечное сечение подводящего канала трапецеидальное с заложением откосов 2,0 в нескальных грунтах. Дно и откосы его укрепляются каменной наброской.
.3 Головная часть сопрягающего сооружения
Головная часть сопрягающего сооружения представляет собой водосливную плотину с широким порогом прямолинейного очертания в плане. Водосливной фронт плотины делится быками на отдельные водосливные отверстия, перекрываемые рабочими и ремонтными затворами.
Гидравлический расчет водосливной плотины с широким порогом состоит в определении размеров (ширины и высоты) водосливных отверстий, их количества и проверки пропускной способности принятых размеров водосливных отверстий по формуле:
Q = sn emnb
где sn =1,0- коэффициент подтопления водослива;
e- коэффициент бокового сжатия;
m - коэффициент расхода водослива;
H0 - напор на водосливе с учетом скорости подхода;
g - ускорение свободного падения;
n - количество водосливных отверстий;
b - ширина водосливного отверстия.
В первом приближении принимают sn = 1,0, e = 1,0 ,
m = 0,38 и H0=H=4м. Величиной H задаются 4 м в соответствии со стандартными размерами отверстий.
Подставляя в формулу ориентировочные значения s, e, m и H определяют величину n.b.
Тогда Nb=35,4 м
Принимается количество отверстий 3 каждое пролётом 8 м.
После определения высоты (H), ширины (b) и количества водосливных отверстий производится проверка пропускной способности проектируемой плотины.
Для этого необходимо уточнить значения H0, m, e и sn.
Напор с учетом скорости подхода определяется по зависимости
Н0 = Н + ,
где g - ускорение силы тяжести, принимаемое равным 9,81 м2/с;
a - коэффициент Кориолиса, равный 1;
V0=2,58м/с - скорость подхода, равная средней скорости в ВВ в сечении, отстоящем от напорной грани водослива на расстоянии (3...5) Н.
Н0 = 3 + ,
Т.к. непосредственно за головной частью устраивается сопрягающее сооружение (перепад), то водосливная плотина с широким порогом будет неподтоплена и коэффициент подтопления sn = 1.
Коэффициент бокового сжатия для водосливов с широким порогом определяют по А.Р. Березинскому
e = 1 - ,
где р =0- высота водослива;
a = 0,1 - при плавном очертании быков и устоев;
b = 8 м - ширина водосливного отверстия;
d=3.7 м - толщина бычка.
Толщина неразрезного бычка
d = 2d0 + 2n,
здесь d0 =1 м - толщина суженного пазами перешейка быка;
n = =0.18м - глубина паза рабочих затворов;
d = 1 + 2*1=3 м
e = 1 -0,17099*0,919*(1-0,7142)=0,955
- при закругленном входном ребре
Уточнив таким образом все выше перечисленные параметры, производят проверку пропускной способности принятых размеров водосливных отверстий
Q = snmenb H03/2 Qр.п.
Q = 1*0,952*0.36*32*3.4753/2=314.5м3/с Qр.п.=293м3/с
5.4 Расчёт быстротока
Определим критический уклон быстротока :
hкр=3v ?*Q2/b2*g = 3v1*2932/9,81*29.22=2.17