Расчет земляной плотины

Приведенные в табл.3.6 данные относятся к средним по высоте значениям заложения откосов. В высоких плотинах откосы могут иметь переменное заложение, увеличивающееся сверху вниз, что позволяет запроектировать более экономичный профиль плотины, обеспечивая устойчивость его откосов.

На откосах высоких и средней высоты плотин устраиваются бермы. На верховом откосе бермы устраиваются в конце о

сновного крепления, создавая ему необходимый упор и обеспечивая возможность его осмотра и ремонта, и в местах изменения заложения откоса. На низовом откосе бермы служат для сбора и отвода дождевых и талых потоков, предохраняя тем самым. низовой откос от размыва, а также для обеспечения проезда в период строительства плотины. Иногда по бермам низового откоса могут прокладываться автомобильные или железные дороги. Как правило, бермы устраивают в местах изменения заложения откоса и сопряжения тела плотины со строительными перемычками. Расстояние между бермами по высоте плотины принимается равным 10 .15 м.

Ширина бермы назначается не менее 3 м, если по ней предусматривается проезд, и не менее 1 .2 м, если проезд не предусмотрен.

На внутренней стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного отвода дождевых и талых вод.

Крепления откосов. Откосы земляных плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, течений воды, льда,

атмосферных осадков и т.д. Для предотвращения их разрушения предусматриваются соответствующие виды креплений.

Крепление верховных откосов плотин для защиты их от разрушения волнами выполняют из бетонных и железобетонных плит, камня и асфальтобетона.

В нашем случае для защиты верхового откоса земляной плотины от разрушающих воздействий ветра, волн, льда, течение воды, атмосферных осадков и др. факторов применяются бетонные плиты. Крепление из бетонных плит можно осуществлять при любых параметрах волн, возникающих на внутренних водоемах.

Монолитные железобетонные плиты используются для крепления откосов плотин на крупных водохранилищах при высоте волны от 2 до 4м. Швы между плитами могут быть открытыми или закрытыми с уплотнениями в виде резиновых диафрагм, просмоленных деревянных или железобетонных досок. Сборные железобетонные плиты имеют размеры в плане от 1,5 х 1,5 м до 5 х 5 м в зависимости от условий их транспортировки и удобства укладки на откос. В процессе укладки плиты омоноличиваются в секции размером в плане 20х20 м и более. Применяются они обычно при высоте волны до 2,5 .3 м.

Примем стандартное значение каждой из плит 1,5 х 1,5 м. Толщина монолитных железобетонных плит может определяться из условия их устойчивости на откосе при воздействии взвешивающего давления воды при откате волны, и проверяют на прочность при обрушении волны на откос [4]. Предварительное значение толщины определяется по формуле

tп = 0,07*hн *3Öl / l * [rw / (rc - rw)] * Ö (m2 –1) / m

где hн, l - соответственно высота и длина волны, l = = 22,56 м;

l – длина ребра плиты в направлении, нормальном урезу воды, м;

rc, rw – соответственно плотность материала и воды, кг/м3;

m – заложение откоса.

После подстановки числовых значений получаем tп = 0,12м

Для сборных плит толщину принимаем на 15% больше [4], то есть

t = 0,13м и с учетом, что толщина плиты на верхней части откоса должны быть t’ = 0,5t ³ 0,2 м,

t = 0,2 м

Согласно практическим рекомендациям [4] при толщине 8…20 см плиты изготавливаются на полигонах размерами от 1,5 х 1,5м до 5 х 5м и затем доставляют к месту сборки и укладывают на откосе на сплошном обратном фильтре с шарнирным соединением друг с другом. Все виды креплений верхового откоса плотины укладываются на подготовку в виде обратного фильтра, материал, число слоев и толщина которого выбирается в зависимости от грунта откоса и наличия местных строительных материалов.

Обратный фильтр под каменной наброской и плитами с открытыми швами может состоять из одного слоя разнозернистых материалов или двух слоев материалов с различными по крупности частицами, а также из искусственных водопроницаемых материалов (стекловолокна, минеральной ваты и др.). Под плитами с закрытыми швами, как правило, укладывается однослойный обратный фильтр. Минимальная толщина подготовки 35 см.

Крепление верхового откоса плотины подразделяется на основное (в зоне наиболее интенсивного волнового и ледового воздействий) и облегченное, располагаемое ниже основного крепления.

Верхней границей основного крепления, как правило, является гребень плотины. Нижняя граница основного крепления принимается на отметке, заглубленной на величину Нкр = 2h1% под минимальный уровень воды в водохранилище (УМО). Нижняя граница облегченного крепления принимается на отметке, где донные волновые скорости не превышают размывающих скоростей для грунта откоса плотины. Ориентировочно нижнюю границу облегченного крепления можно принимать на отметке, заглубленной на величину Нкр под нижнюю границу основного крепления.

Часть низового откоса земляных плотин, подверженная воздействию льда и волн со стороны нижнего бьефа, крепится аналогично верховому. Остальная часть низового откоса защищается от разрушения атмосферными осадками, либо посевом трав по слою растительного грунта толщиной 0,2 .0,3 м, либо отсыпкой гравия или щебня толщиной 0,2 м.

III ПОДБОР ДРЕНАЖНОГО УСТРОЙСТВА

3.1 Построение графика депрессионной кривой

Дренажные устройства в теле и основании плотины выполняются с целью:

· уменьшения зоны действия фильтрационного потока, что дает возможность повысить устойчивость плотины, ее низового откоса;

· недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос – заглубление депрессионной кривой ниже зоны промерзания;

· ускорения консолидации чистых грунтов и уменьшения парового давления в отдельных зонах плотины или основания.

Плотина относится к категории однородных на водонепроницаемом основании. Поскольку специальных требований к дренажному устройству в условии не оговорено, примем в качестве дренажа трубчатое устройство. Согласно [1] трубчатый дренаж следует применять, как правило, на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.

Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных или асбестоцементных труб (перфорированных) с заделанными или незаделанными стыками, с отсыпкой обратным фильтром.

Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами. Диаметр дренажной трубы следует принимать не менее 200 мм. По длине трубчатого дренажа через каждые 50 .200 м устраиваются смотровые колодцы, располагаемые с учетом рельефа местности и требуемых уклонов.

В нашем случае расчет проведем по следующим рекомендованным [2] формулам:

L = b * hв = 0,44*24 = 10,56 м

 Скачать реферат