Гидроузел с грунтовой плотиной

Расчёт предполагает, что неустойчивая часть откоса, отделившись от остальной устойчивой массы, оползает по некоторой цилиндрической поверхности. Размеры сползающей части откоса,

Гидроузел с грунтовой плотиной

Дипломная работа

Геодезия и Геология

Другие дипломы по предмету

Геодезия и Геология

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 ³ 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

 

 

αw -угол между продольной осью водоема и направлением ветра, αw= 0, cosαw = 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 ³ 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 = 2 принимаем krun = 1.9.

 

.

 

1.2.4 Определение отметки гребня плотины

 

d - необходимый запас, принимаемый равным d = 0,711 м

ÑНПУ - отметка нормального подпорного уровня, ÑНПУ =149 м.

Принимаем отметку гребня грунтовой плотины ÑГр = 152 м.

 

1.2.5 Расчет и конструирование крепления верхового откоса

Вес камня, m, соответствующий состоянию его предельного равновесия от действия ветровых волн, необходимо определять по формуле:

 

,

 

ρm - плотность камня, равная ρm =2.72 т/м3;

kfr - коэффициент, принимаемый по таблице 12 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 8). При каменной наброске принимаем kfr = 0.025;

ctgφ = 2.

 

;

 

Диаметр камня вычисляется по формуле:

 

 

В карьере нет столь крупного камня, поэтому рассматриваем крепление железобетонными плитами. Толщина железобетонной плиты определяется по формуле:

, где

,

 

Принимаем толщину железобетонных плит крепления равной 32 см

Нижняя граница крепления располагается на глубине Hкреп под УСВ:

 

 

Отметка низа крепления

 

 

Так как откос крепится железобетонными плитами, то пересчитываем нагон волны.

 

, 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 ж\б креплении принимаем kr = 1;

kp - коэффициент, учитывающий проницаемость крепления верхового откоса, принимаемый по таблице 6 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 7). При каменном креплении принимаем kp = 0.9;

ksp - коэффициент, определяемый по таблице 7 (СНиП 2.06.04-82 , стр. 6) в зависимости от скорости ветра и заложения откоса. При Vw = 18 м/с и m1 = 2.5 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 = 2 принимаем krun = 1.9.

 

.

 

Определение отметки гребня плотины с учетом крепления откоса плитами.

 

- необходимый запас, принимаемый равным d = 0 м т.к. на гребне плотины запроектирован парапет.

ÑНПУ - отметка нормального подпорного уровня, ÑНПУ = 149 м.

Принимаем отметку гребня грунтовой плотины ÑГр = 155 м.

 

1.3 Прогноз физико-механических свойств грунта

 

Проектирование профиля плотины тесно связано с выбранными характеристиками грунтов. Основное внимание уделяют рациональному размещению того или иного грунта в конструкции для наиболее эффективного использования его свойства и получения возможности регулировать свойства грунтов, предназначенных к укладке в тело плотины. В грунтовых плотинах свойства грунта можно регулировать, изменяя гранулометрический состав, влажность и метод укладки. Главной характеристикой грунта является его плотность сложения, а для связного грунта - ещё и влажность.

При назначении удельного веса сухого сыпучего крупнообломочного грунта необходимо руководствоваться коэффициентом относительной плотности:

 

,

 

где emax и emin определяются в лабораторных условиях.

Определим максимальное и минимальное значение коэффициента пор

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>