Гидроузел с грунтовой плотиной
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?ентом неоднородности .(кривая 4 на рис.4).
Первый слой последний, так как кривая 2 находится правее кривой IV.
1.5.3 Подбор третьего слоя фильтра
Третий слой фильтра подбирается по кривой гранулометрического состава, находящейся левее. Поскольку переходные зоны выполняются из несвязного грунта, то третий слой переходных зон подбирается из условия непросыпаемости грунта переходных зон в поры материала упорных призм.
Из условия (условие непросыпаемости) определим диаметр частиц второго слоя переходных зон.
Верхняя огибающая
.
Нижняя огибающая
Проводим через эти точки линию, характеризующую гранулометрический состав второго слоя, с коэффициентом неоднородности .(кривая 5 на рис.4).
Второй слой последний, кривая III-го слоя находится правее кривой горной массы => III-й слой - не нужен.
1.6 Расчёт устойчивости откосов
Расчёт устойчивости производится по методу круглоцилиндрических поверхностей обрушения. Для этого производим разбивку поперечного сечения плотины на отсеки равной ширины (b = 5 м).
Искомый коэффициент запаса устойчивости равен:
.
гдеМудерж - сумма моментов сил, удерживающих отсеки,
Мопр - сумма моментов сил, опрокидывающих отсеки.
Выражение для определения устойчивости откоса:
gc - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1;
gn - коэффициент надёжности по степени ответственности сооружений, принимаемый равным, для I класса сооружений, 1.25.
gld - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый для основного сочетания нагрузок равным 1.0.
Расчёт предполагает, что неустойчивая часть откоса, отделившись от остальной устойчивой массы, оползает по некоторой цилиндрической поверхности. Размеры сползающей части откоса, называемой отсеком обрушения, зависят от величины радиуса R и положения центра О. Таких отсеков может быть множество и каждый из них характеризуется своим коэффициентом запаса устойчивости. Задачей расчёта является установление наименее устойчивого отсека обрушения и соответствующего ему коэффициента запаса путём определения устойчивости ряда отсеков обрушения и соответствующих им коэффициентов.
В данном курсовом проекте расчёт выполняется на основное сочетание нагрузок. Рассчитываем верховой откос при отметке воды в верхнем бьефе равной УСВ (1738 м), в нижнем - минимальной отметке - НБ min (1684 м) . Расчёт минимального коэффициента устойчивости производим двумя методами:
1.На ЭВМ с помощью программы otkos386.exe. В результате введения данных о конструкции плотины программа производит расчёты коэффициентов устойчивости откоса с помощью метода расчёта по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения для множества центров и радиусов. В результате программа определяет центр поверхности скольжения и её радиус, для которых коэффициент устойчивости откоса будет минимальным. Результаты расчётов в виде таблиц и схем расчёта приводятся далее.
2.Вручную.
Расчётную схему для данной задачи можно представить в виде:
гдеGn - собственный вес отсека,
PВ - сила порового давления,
Wn и Wn+1- фильтрационное давление по боковым граням отсека,
Еn и Еn+1- давление грунта от рядом расположенных отсеков на боковые грани,
Тn и Тn+1- силы трения по боковым граням отсека,
?n- нормальное напряжение по поверхности обрушения,
?n- касательное напряжение по поверхности обрушения.
Целью ручного счёта является проверка коэффициента устойчивости для определённой машиной поверхности по формуле:
, где
kуст - коэффициент устойчивости откоса;
Gi - вес погонного метра i-го отсека;
поровое давление определяется как:
;
ai - угол между вертикалью и радиусом, проведённым в точку пересечения средних высот отсеков с кривой обрушения;
ci - удельное iепление i-го отсека;
ji - угол внутреннего трения i-го отсека;
li - длина дуги в основании i-го отсека.
Коэффициент устойчивости для основного сочетания нагрузок равен:
плотина грунт фильтрационный водосброс
Произведём вручную расчёт коэффициента устойчивости верхового откоса на основное сочетание нагрузок для круглоцилиндрической поверхности полученной в машинном счёте и сведём результаты расчёта в таблицу 2. Расчётная схема представлена на рис. 5.
Расчёт устойчивости верхового откоса плотины с заложением 1:2 на основное сочетание нагрузок
(R = 67 м, ордината и апликата центра круглоцилиндрической поверхности обрушения равны, соответственно: , относительно осей координат, принятых при машинном счёте, ). Таблица 2
Таким образом, коэффициент устойчивости откоса будет равен:
.
Условие выполнено, следовательно, устойчивость верхового откоса обеспечена.
При ручном счете коэффициент устойчивости равен kуст =1.31, что не сильно расходится с машинным счётом, при котором kуст =1.29, следовательно расчет произведен верно.
2. Гидравлические расчеты плотины
.1 Определение габаритов строительного туннеля
Выбор типа водосбросного сооружения выбирают с учётом:
а.Типа плотины и напора на ней;
б.Паводковых и строительных расходов;
в.Общей схемы организации работ и пропуска строительных расходов;
г.Топографических, геологических и гидрогеологических условий в районе площадки гидроузла;
д.Эксплуатационных особенностей;