Строительство гидротехнического сооружения

                    (3.3) 

      где S_Д - проекция депрессионной кривой, м;

            b_пл - ширина гребня плотины, м;

            Н_пл - высота плотины, м;

            ∆_Д - превышение дренажной призмы над УНБ_max, м;

            Σb_б - сумм. ширина берм низового откоса, м.

            m₂, m₃ - коэфф. откосов (низового, внутреннего др. призмы);

            h_Д - высота дренажной призмы. 

      Глубина фильтрационного потока h_ОУ  в раздельном сечении ОY определяется 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 h не 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); k_T =0,005 м/сут; Н_пл=14,542 м; b_пл=10 м; b_б =6,0 м; h_Д =5м; m₁ =3,5; m₂ =2.5;   m₃ =1,5; d₀=2,042м; h₀=4м .

      С учётом значения высоты дренажа h_Д, заложения откоса m₃ вычисляем 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 h_OY = 8,8. 

 

 
 

      По  формуле 3.2 с учётом значения k₁, принимаемых по таблицам А5, А6 определяем удельный фильтрационный расход 

              на 1 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 

 

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 γ_пл =1 т/м³; Н_пл=14,546 м; b_пл.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 σ_z, выраженных в долях от интенсивности нагрузки р, изменяющейся по треугольнику, получаем для левого треугольника поперечного профиля σ_zл =0,34.

      Для правого треугольника вычисляем отношения: 

                    

                    

      Используя таблицу 4.1 значений напряжений σ_z, выраженных в долях от интенсивности нагрузки р, изменяющейся по треугольнику, получаем для левого треугольника поперечного профиля σ_zпр =0,34.

      Для средней части профиля вычисляем отношения: 

                    

                    

      Используя таблицу 4.12 значений напряжений σ_z, выраженных в долях от интенсивности и   равномерно распределенной нагрузки, получаем σ_z=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 (ρ_нач) будет: 

                    

      8 По компрессионной кривой при ρ_с=1,67 кг/см² определяем средневзвешенный коэффициент пористости ε₂=0,35 
 

 

      9 Величину полной осадки основания под гребнем плотины определяем по формуле: 

                    

      На  основании выполненных расчетов выполняется проверка достаточности высоты плотины и, при необходимости, увеличивается величина запаса высоты плотины.

 

Рисунок 4.1 - Компрессионные характеристики грунтов

 

      Таблица 4.1 - Значения напряжений σ_z выраженные в долях от интенсивности р изменяющейся по треугольнику.