Курсовая работа: Гидроузел с плотиной из грунтовых материалов

Определяем приведенные высоты отсеков.

где - плотность влажного грунта №1

где - плотность частиц грунта,

 - коэффициент, учитывающий влажность грунта.

 и  - плотность грунтов №2 и №3, насыщенных водой,

где

 - плотность воды в ,

 - соответственно пористость грунтов №2 и №3 в долях единицы; ,

Угол внутреннего трения  зависит от вида грунта и его влажности в зоне кривой сдвига. Устанавливается для грунтов, в которых происходит поверхность скольжения в пределах каждого отсека. При нахождении этих грунтов ниже кривой депрессии эти значения снижаются в курсовом проекте на 10-30%. Там, где поверхность скольжения в пределах одного отсека происходит в различных грунтах, угол внутреннего трения следует принимать как средневзвешенный :

Определяем коэффициент устойчивости:

где - сила сцепления, возникающая на подошве массива обрушения

где, ,  - удельное сцепление грунтов №1, №2 и №3;

, ,

, ,  - длины поверхности скольжения в пределах участка, соответственно грунтов №1, №2 и №3;

где - угол в градусах, соответствующий участку поверхности скольжения длиной L.

Углы , ,  измеряем по чертежу:

Сила сцепления

где  - удельные сцепления грунта тела сухого, насыщенного водой, насыщенного водой основания.

Сила трения

Касательная составляющая веса

Фильтрационная сила

 = 1 , ,

=

Вывод: Обрушения откоса по рассматриваемой поверхности сдвига невозможно.

2.2.11 Оценка осадки гребня плотины

Расчеты осадки плотины ведутся методом послойного суммирования, при этом вычисляется стабилизированная осадка для заданной глубины сжимаемого слоя грунта основания, а при неограниченной мощности его расчет ведется для активной зоны.

Расчет осадки тела и основания плотины проводят для определения требуемого строительного подъема плотины, а также для уточнения объема работ по ее возведению.

ГПстр = ГП + Sпл;

S = Sт.пл. + Sосн.

Согласно СНиП 2.06.05—84, для плотин III и IV класса допускается оценивать осадку плотины по приближенной формуле, где суммарная осадка тела плотины в русловой части: S = 0,01.Нпл, причем осадка определяется как осадка наибольшая, наблюдаемая в русловой части.

В курсовом проекте осадкой основания плотины Sосн. пренебрегаем, так как она значительно меньше осадки тела плотины Sт.пл.:

Sт.пл. << Sосн. => S = Sт.пл.

Вычисляем осадку плотины:

S = 0,01.Нпл = 0,01.14,3 = 0,143 м.

Далее находим строительную отметку гребня плотины:

ГПстр = ГП + S = 114,3+ 0,143 = 114,443 м.

3. Проектирование водосброса

При грунтовых плотинах для пропуска расходов половодья и дождевых паводков во избежание переполнения водохранилища, для пропуска льда, шуги, мусора из верхнего бьефа в нижний устраивают водосбросные сооружения. Выбор типа водосброса и его трассы обычно выполняется на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Работа по проектированию водосбросного тракта в курсовом проекте начинается с выбора трассы водосброса на генплане гидроузла, после того как плотина в принципе запроектирована.

До начала проектирования водосброса необходимо вписать плотину из грунтовых материалов в местность.

3.1 Выбор типа водосброса

При разработке дипломного и курсового проекта выбор типа водосброса и его трассы производится на основании сравнения достоинств и недостатков различных вариантов водосброса с учётом исходных данных: расчётного максимального и строительного расходов, возможной форсировки уровня водохранилища, топографических, геологических условий, а так же высоты и типа плотины.

Классификация водосбросов.

1.  По расположению в узле сооружений: водосбросы в теле плотины; водосбросы береговые (вне тела плотины)

2.  По типу оборудования водосливной части: регулируемые; нерегулируемые (автоматические)

3.  По конструктивному оформлению: трубчатые; береговые; открытые; сифонные; траншейные; шахтные; туннельные

Учитывая большое разнообразие водосбросных гидротехнических сооружений и невозможность детального изучения каждого из них в рамках данной работы, в дальнейшем рассмотрим один из самых распространенных типов водосбросов при грунтовой плотине - вариант открытого берегового водосброса.

3.2 Выбор и назначение трассы берегового открытого водосброса

В состав открытого берегового водосброса в общем случае могут входить следующие сооружения:

•  подводящий канал с ледоудерживающим устройством,

•  сбросной регулятор или в случае нерегулируемого водосброса - водослив, отметка гребня которого расположена на отметке НПУ,

•  сопрягающий (сбросной) канал,

•  сопрягающее сооружение (быстроток или консольный перепад),

•  концевое устройство водосброса (элемент входящий в водосброс),

•  отводящий канал.

В зависимости от рельефа и протяжённости трассы в составе сооружений может не быть сбросного канала.

При выборе и назначении трассы берегового открытого водосброса необходимо учитывать особенности рельефа местности, а также характер грунтов, залегающих на трассе. Грунты из выемок водосбросных сооружений рекомендуется по возможности укладывать в тело плотины. Обычно выемки грунта на верхнем участке трассы используются в качестве резерва для насыпи плотины. Трассу водосброса следует проектировать таким образом, чтобы основанием его элементов служили достаточно прочные коренные грунты. При прохождении трассы на пучинистых грунтах для обеспечения устойчивости элементов водосбросного сооружения при воздействии сил морозного пучения необходимо принимать дополнительные меры, обеспечивающие надежную работу водосброса, но удорожающие его строительство. Размещение элементов водосброса на насыпных грунтах не рекомендуется.

С точки зрения планового размещения трассы должны соблюдаться следующие критерии:

1. Наименьшая протяжённость.

2. Как правило, отсутствие или, в случаях крайней необходимости, наличие минимального количества поворотов.

3. Расстояние между концевой частью водосброса и подошвой низового откоса плотины не должно быть менее 20…40 м.

4. Выходящий из водосброса поток должен сопрягаться под возможно более острым углом с осью русла реки.

5. Трасса водосброса должна проходить перпендикулярно преимущественному направлению горизонталей берегового склона в нижнем бьефе. При прохождении трассы водосброса по косогору ширину водосброса необходимо делать минимально возможной.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14