Гидроузел с грунтовой плотиной
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
Гидроузел с грунтовой плотиной
1. Проектирование грунтовой плотины
.1 Выбор типа и профиля плотины
Выбор типа плотины из грунтовых материалов является определяющим при проектировании гидроузла и проводится на основе технико-экономического сопоставления ряда вариантов. На выбор типа плотины влияют различные факторы: климатические, топографические, гидрологические, геологические, а также назначение плотины и район, где она будет располагаться.
Грунтовые плотины - наиболее распространенный тип плотин, что объясняется возможностью полной механизации технологического процесса по возведению плотины, от разработки грунта в карьере до укладки его в тело плотины.
Для возведения тела плотины могут использоваться любые материалы, находящиеся в ближайшем карьере. К грунтовым плотинам применяются меньшие требования по деформируемости основания, нежели к другим типам плотин.
Исходя из геологических условий створа плотины, в основании которой залегает супесь, суглинок, мелкозернистый песчаник, и наличия местного строительного материала, представленного в виде супеси, суглинка и песчано-гравийного грунта, принимаю тип плотины - каменно-земляная с центральным ядром.
Возведение плотины будет происходить методом укатки.
Заложение откосов плотины: верхового - m = 2, низового - m = 2
1.2 Определение отметки гребня грунтовой плотины и расчёт крепления верхового откоса
Отметка гребня грунтовой плотины определяется исходя из следующих условий:
Так как в задании дан уровень НПУ, то отметка гребня грунтовой плотины определяется по формуле:
, где
Dhнагt - высота ветрового нагона волны;
hнак.1% - высота наката волны 1%-ой обеспеченности;
d - запас, принимаемый равным, d 0.5 м.
Определение отметки гребня производится для расчетного случая при отметке НПУ и Vw - 1%, где Vw - скорость ветра над поверхностью водохранилища заданной обеспеченности.
1.2.1 Определение параметров волны 1%-ой обеспеченности
Среднюю высоту волны`hd, м, и средний период волн`Т, с, в глубоководной зоне необходимо определять по верхней огибающей кривой (рис. 1 СНиП 2.06.04-82, приложение 1, стр. 31). По значениям безразмерных величин gt/Vw и gL/Vw2 и верхней огибающей кривой необходимо определить значения и и по меньшим их величинам принять среднюю высоту и средний период волн.
;
, здесь
t - продолжительность действия ветра, t = 6 час.;
L - длина разгона волны, L = 7 км;
Vw - скорость ветра,
По найденным значениям безразмерных величин gt/Vw и gL/Vw2 и по верхней огибающей кривой (рис.1 СНиП 2.06.04-82, приложение 1, стр. 31) определяем значения и .
При gt/Vw = 9632 = 0.075, = 3,8;
при gL/Vw2 = 121,61 = 0,024 = 1,9.
Для определения средней высоты волны`hd, м, и среднего периода волн`Т, с, принимаем наименьшие из полученных значений = 0,024, = 1,9.
Тогда средняя высота волны hd, м, равна:
;
средний период волн`Т, с:
.
Среднюю длину волн`ld, м, при известном значении Т = 4,3сек. Определяем по формуле:
;
.
Высоту волны i % - ной обеспеченности в системе hd,i, м, определяем путём умножения средней высоты волн`hd, м, на коэффициент ki, принимаемый по графикам (рис.2 СНиП 2.06.04-82, приложение 1, стр.32) для безразмерной величины gL/Vw2 = 121,61.
По найденным значениям коэффициента ki для волн 1% - ной обеспеченности ki = 2.07, определяем значения высот волн 1% - ной обеспеченности по формуле:
.
Высота волн при обеспеченности i = 1%:
;
Результаты вычислений сведём в таблицу 1.
Таблица 1
Vw, м/с`hd, м`Т, с`ld, мh1%, м220,0241,91,184,322,882,44
При этом требуется выполнение следующего условия:
,
`ld - средняя длина волны,`ld = 22,88м;
H - глубина водохранилища, определяемая по формуле:
.
.
Условие выполняется, следовательно, расчётной является глубоководная зона и расчёт ведётся без учёта влияния дна на параметры волны.
1.2.2 Определение высоты нагона волны
Высоту ветрового нагона Dhнаг, м определяем по формуле
, где
L - длина разгона волны, L = 6 км;
Vw - скорость ветра, Vw = 22 м/с.
H - глубина водохранилища, H = 35,3м;
kw - коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости ветра по таблицам СНиП 2.06.04-82 (приложение 1, стр. 29). При скорости ветра Vw = 22 м/с определяем
?w -угол между продольной осью водоема и направлением ветра, ?w= 0, cos?w = 1
Высота ветрового нагона равна:
.
1.2.3 Определение высоты наката волны
Высоту наката на откос волн обеспеченностью 1% по накату (hнак.1%, м) для фронтально подходящих волн (h1%) при глубине перед сооружением H 2 h1% определяем по формуле:
, где
h1% - высота волны 1% - ой обеспеченности, h1% = 2,44 м;
kr - коэффициент, учитывающий шероховатость крепления, принимаемый по таблице 6 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 7). При каменном креплении принимаем kr = 0.7;
kp - коэффициент, учитывающий проницаемость крепления верхового откоса, принимаемый по таблице 6 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 7). При каменном креплении принимаем kp = 0.5;
ksp - коэффициент, определяемый по таблице 7 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 6) в зависимости от скорости ветра и заложения откоса. При Vw = 20 м/с и m1 = 2 принимаем ksp = 1.4;
krun - коэффициент, определяемый в зависимости от пологости волны по графику (рис. 10 , СНиП 2.06.04-82 , стр. 7). При`ld/h1% = 22,88/2,44 = 9,38 и m1