Головной гидроузел с каменно-земляной плотиной и водосбросным сооружением (стр. 10 из 15)
Принимаем
Определение дальность отлета струи
Дальность отлета струи L, отброшенной с трамплина, до встречи со свободной поверхностью нижнего бьефа определяется по формуле:
Здесь
- угол наклона струи к горизонту в створе уступа ( 
);g- ускорение силы тяжести;
- превышение носка над уровнем нижнего бьефа ( = 24 м); 
- коэффициент скорости находится по формуле 
- превышение носка над уровнем нижнего бьефа ( = 30м);Т - превышение уровня верхнего бьефа над уровнем воды нижнего бьефа (Т =46 м);
Н - напор на гребне водослива (Н = 11м).
Принимаем высоту носка (трамплина)
Далее определяем толщину струи в створе уступа
Следовательно дальность отлета струи будет равна
Скорость струи на уровне свободной поверхности нижнего бьефа находится без учета изменения ее формы при движении в воздушной среде.
Где
, 
Далее определяем угол встречи струи со свободной поверхностью (угол входа):
Струя, войдя под уровень нижнего бьефа, движется по прямой при этом принимается, что ось струи касательная к точке встречи оси струи со свободной поверхность.
Приращение дальности падения струи с учетом движения под уровнем нижнего бьефа по прямой до дна размыва равно
Где hр - глубина в яме размыва.
Яму размыва, образующуюся в месте падения струи, можно определить по эмпирической формуле И.Е. Мирцхулавы
К - коэффициент перехода от средних скоростей к актуальным (К = 1,5-2), W- гидравлическая крупность грунта, определяемая по формуле
мГде d- расчетный диаметр частиц грунта, отвечающих фракциям, мельче которых в грунте содержится 90% частиц;
- удельные веса материала и воды с учетомВывод:
меньше 
размыва нетГлава 3. Плотина из укатанного бетона (УБ-2) (вариант Б)
3.1 Основные характеристики "укатанный бетон" (УБ)
За последние 20 лет во многих странах мира установилась тенденция широкого строительства плотин из укатанного бетона (rollercompactedconcrete) или сокращенно УБ (RCC). УБ представляет собой особо жесткую бетонную смесь с пониженным содержанием цемента и повышенным содержанием пуццоланы (золы-уноса), уплотняемую вибрационными катками. Под понятием УБ подразумевается определение его как нового особо жесткого бетона с широкими физико-механическими свойствами, зависящими не только от его состава, но и от технологии его укладки и виброукатки в плотине. В этом отношении УБ приближается к виброукатаному гравелистому грунту, упрочненному цементом. УБ отличается от традиционного бетона главным образом своей консистенцией. Для эффективного уплотнения УБ должен быть достаточно сухим, чтобы выдержать вес виброкатков, и в то же время достаточно влажным, чтобы обеспечить полное распределение цементного раствора в смеси в процессе перемешивания и виброукатки. УБ значительно отличается и по внешнему виду от обычного бетона, скорее напоминая гравийную насыпь, так как присутствие в нем цементного раствора почти незаметно. Для достижения максимального уплотнения требуется намного большее вибрационное усилие, чем для обычного бетона.
3.1.1 Физико-механические характеристики укатанного и обычного бетонов
Физико-механические характеристики УБ всех типов зависят от содержания его компонентов, величины которых изменяются в широких пределах, как видно из табл.1.1, полученной по данным смесей УБ в 150 плотинах на 1997 г.
Содержания компонентов смесей УБ в 150 плотинах (1997 г)
| Содержание компонентов | УБ-1 | УБ-2 | УБ-3 | УБ-4 |
| Цемент, кг/м3:СреднееМаксимальноеМинимальное | 63950 | 631250 | 8315446 | 889642 |
| Пуццоланы, кг/м3:СреднееМаксимальноеМинимальное | 13900 | 571300 | 11122540 | 357824 |
| Вода, л/м3:СреднееМаксимальноеМинимальное | 12116887 | 11514595 | 10113673 | 9511075 |
| Пуццоланы/вяжущие: | 0,17 | 0,48 | 0,57 | 0,28 |
| Водоцементное отношение: | 1,59 | 0,96 | 0,52 | 0,77 |
Анализ физико-механических характеристик УБ выполнен по данным испытаний образцов УБ ряда построенных плотин из УБ, приготовленных из одинаковых компонентов, что исключает влияние различных местных материалов и условий. Это сравнение позволит на стадии проектирования плотин более обоснованно принимать физико-механические характеристики УБ до проведения полевых испытаний УБ.
Время перекрытия швов УБ и их обработка
| Тип УБ | Свежий шов | Полухолодный шов | Холодный шов |
| УБ-1:Пределы перекрытия, град. /часОбработка шваУкладка слоя цементного раствора | <100 град. /часОчистка пылесосомНет | 100-250 град. /часОчистка пылесосомОколо напорной грани | >250 град. /часПромывка водойПо всей поверхности |
| УБ-2:Пределы перекрытия, град. /часОбработка шваУкладка слоя цементного раствора | <200 град. /часОчистка пылесосомНет | 200-500 град. /часПромывка водойОколо напорной грани | >500 град. /часСрезка всей поверхностиПо всей поверхности |
| УБ-3:Пределы перекрытия, град. /часОбработка шваУкладка слоя цементного раствора | <300 град. /часОчистка пылесосомНет | 300-800 град. /часПромывка водойНет | >800 град. /часСрезка всей поверхностиПо всей поверхности |
| УБ-4:Пределы перекрытия, град. /часОбработка шваУкладка слоя цементного раствора | Не иcпользуютНетНет | Не иcпользуютНетНет | Швы обрабатывают как холодныеСрезка всей поверхностиПо всей поверхности |
На основе анализа натурных данных поведения швов УБ в Бюллетене N 125 (2003) Международной комиссии по большим плотинам даны пределы времени перекрытия швов (град. С/час) и рекомендации по их обработке, включая укладку подстилающего слоя цементного раствора (табл.1.2).
3.1.2 Основные факторы, влияющие на прочность на сдвиг в швах УБ
Влияние возраста УБ на сцепление и трение в швах
На рис.1.1 показано влияние возраста УБ (в сутках) на сцепление С (МПа) и угол внутреннего трения φ в швах УБ при низком и высоком расходе вяжущих (УБ-1 и 2), среднем содержании пуццоланов в вяжущих 25% и времени перекрытия швов от 80 до 500 град. /час (без применения замедлителей схватывания). Влияние времени перекрытия швов на их сцепление и трение
На рис.1.2 показано влияние времени перекрытия швов УБ на сцепление и трение в них при низком и высоком расходе вяжущих (УБ-1 и 2,3), среднем содержании пуццоланов в вяжущих, равном 25%, и без применения замедлителей схватывания, увеличивающих время перекрытия швов.
C (МПа) j (град)
Рис.1.1 Зависимость сцепления С и трения j в швах УБ от времени Т (дни) при высоком и низком расходе вяжущих (Ц + З): 1 - зависимость j при высоком (Ц + З); 2 - то же при низком (Ц + З); 3 - зависимость С при высоком (Ц + З); 4 - то же при низком (Ц + З)
C (МПа) j (град)
Рис.1.2 Влияние времени перекрытия швов УБ (град. С/час) на сцепление С, МПа (сплошные линии) и угол внутреннего трения, j град. (пунктир) в швах при низком и высоком расходе вяжущих
Анализ обширных опытных данных и зависимостей рис.1.2 позволил сделать следующие важные выводы:
1. Угол внутреннего трения в шве УБ практически не зависит от расхода вяжущих, в том числе пуццоланов, времени перекрытия швов и возраста УБ, а зависит в основном от типа заполнителя (прочности частиц породы и их формы).