Строительство гидротехнического сооружения (стр. 2 из 6)
При наличии волы в нижнем бьефе для расчета положения депрессионной кривой в теле плотины применяются следующие расчетные зависимости:
(3.1) 
(3.2)где qТ- удельный фильтрационный расход, м3/с · м;
kТ - коэффициент фильтрации тела плотины, м/сут;
h - глубина фильтрационного потока, м;
h0 - глубина воды в нижнем бьефе, м.
Конструкция поперечного профиля земляной плотины является, основой для расчёта длины проекции депрессионной кривой фильтрационного потока с использованием зависимости 3.3:
(3.3)где SД - проекция депрессионной кривой, м;
bпл - ширина гребня плотины, м;
Нпл - высота плотины, м;
∆Д- превышение дренажной призмы над УНБmax, м;
Σbб - сумм. ширина берм низового откоса, м.
m2, m3 - коэфф. откосов (низового, внутреннего др. призмы);
hД- высота дренажной призмы.
Глубина фильтрационного потока hОУв раздельном сечении ОYопределяется с использованием зависимостей (3.4), (3.5). Для этого приравниваем правые части уравнений (3.1), (3.2) и находим:
(3.4)Принимаем
(3.5)Обозначив подкоренное выражение через F+
, получим 
. Задаваясь значением hне менее трех раз, вычисляем соответствующие значения 
.По полученным данным строим график (рисунок 3.1), соблюдая один и тот же масштаб по оси абсцисс и ординат. Из начала координат проводим линию под углом 45º, из точки пересечения ее с кривой опускаем вертикаль на ось абсцисс и находим h- высоту депрессионной кривой в раздельном сечении.
Ординаты кривой депрессии вычисляем по формуле (3.6).
(3.6)Расчёт:
Построить кривую депрессии и определить удельный фильтрационный расход однородной плотины с дренажем при наличии воды в нижнем бьефе: коэффициент фильтрации грунта тела плотины (определяется по таблицам А.5, А.6); kT =0,005 м/сут; Нпл=14,542 м; bпл=10 м; bб =6,0 м; hД =5м; m1 =3,5; m2 =2.5; m3 =1,5; d0=2,042м; h0=4м .
С учётом значения высоты дренажа hД, заложения откоса m3вычисляем по формуле (3.3):
Определяем глубину фильтрационного потока в раздельном сечении.
При h=12м значение
;При h=8м значение
;При h=4м значение
;По полученным данным строим график соблюдая один и тот же масштаб по оси абсцисс и ординат. Из начала координат проводим линию под углом 45°, из точки пересечения ее с кривой. Опускаем вертикаль на ось абсцисс и находим hOY = 8,8.
По формуле 3.2 с учётом значения k1, принимаемых по таблицам А5, А6 определяем удельный фильтрационный расход
на1 метр ширины сооружения.Ординаты кривой депрессии вычисляем по формуле 3.6:
Расчёт сводим в таблицу 3.1. Правильность фильтрационных расчётов подтвердится в случае, если x= S; у = h0.
По полученным значениям положения депрессионной кривой строится депрессионная кривая на поперечном профиле плотины, (рисунок В.2).
Таблица 3.1 - Расчет координат депрессионной кривой в теле земляной плотины
| Точки | х, м |  | y2 | y, м |
| 1 | 0 | 0 | 77,44 | 8.8 |
| 2 | 5 | 9,5 | 67,94 | 8,2 |
| 3 | 10 | 19 | 58,44 | 7,64 |
| 4 | 15 | 28,5 | 48,94 | 6,9 |
| 5 | 20 | 38 | 39,44 | 6,28 |
| 6 | 25 | 47,5 | 29,94 | 5,47 |
| 7 | 30 | 57 | 20,44 | 4,52 |
| 8 | 32,355 | 61,47 | 15,96 | 3,99 |
4 РАСЧЕТ ОСАДКИ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОЙ
ПЛОТИНЫ
Осадка плотины складывается из осадки тела плотины и осадки грунтов основания.
В процессе возведения плотины насыпь уплотняется до объемной массы скелета γ=1,6-1,7т/м3. Поэтому, считается, что дальнейшее уплотнение под действием собственного веса не происходит. Основные деформации возникают из-за уплотнения грунтов основания весом плотины. Величина этой осадки (см) определяется по формуле:
(4.1)где Т - толщина сжимаемого основания плотины, см;
ε1- коэффициент пористости грунта основания плотины в естественном состоянии;
ε2- коэффициент пористости грунта основания плотины после возведения насыпи.
(4.2)где n- объем пор;
m - объем скелета в единице объема ненарушенного грунта.
Расчёт:
Определить величину осадки грунта основания земляной плотины, если по результатам геологических изысканий в основании имеют место следующие грунты:
Грунты основания:
1 Глина T1=12 м; γ1 =2 т/м3
Грунт тела плотины проектируется выполнить: из супеси с объемным весом γпл =1 т/м3; Нпл=14,546 м; bпл.гр.=10 м; m1 =3,5; m2 = 2,5.
1 Определяем напряжения в сжимаемого слоя грунта основания плотины в естественном состоянии
2 По компрессионным кривым (рисунок 4,1) находим средневзвешенный коэффициент пористости грунта основания плотины
3 Определяем напряжение в точке В на поверхности сжимаемого слоя
Основания
4 Определяется напряжение в середине сжимаемого слоя после возведение плотины. Расчётная схема показана на рисунке В.З
Поперечный профиль плотины делим на три фигуры: левый треугольник; средняя часть - прямоугольник; правая - треугольник.
Для левого треугольника вычисляем отношения:
Используя таблицу 4.1 значений напряжений σz, выраженных в долях от интенсивности нагрузки р, изменяющейся по треугольнику, получаем для левого треугольника поперечного профиля σzл=0,34.
Для правого треугольника вычисляем отношения:
Используя таблицу 4.1 значений напряжений σz, выраженных в долях от интенсивности нагрузки р, изменяющейся по треугольнику, получаем для левого треугольника поперечного профиля σzпр =0,34.
Для средней части профиля вычисляем отношения:
Используя таблицу 4.12 значений напряжений σz, выраженных в долях от интенсивности и равномерно распределенной нагрузки, получаем σz=0,478.
5 Определяем напряжение в точке С (на границе сжимаемого слоя), обусловленные воздействием элементарных фигур.
Напряжение от нагрузки левого треугольника:
Напряжение от нагрузки средней части:
Напряжение от нагрузки правого треугольника:
6 Полное напряжение в точке С определяется, как сумма отдельных трех нагрузок от левой, правой и центральной части:
7 В среднем грунте основания под гребнем плотины напряжение с учетом первоначального напряжения (ρнач) будет:
8 По компрессионной кривой при ρс=1,67 кг/см2 определяем средневзвешенный коэффициент пористости ε2=0,35
9 Величину полной осадки основания под гребнем плотины определяем по формуле: