Гребля із грунтових матеріалів з баштовим водоскидом (стр. 4 из 5)

Критерієм стійкості є збереження для найбільш небезпечної призми обвалення нерівності

, де - коефіцієнти відповідно надійності споруди, поєднання навантажень і умов роботи, значення коефіцієнта стійкості знаходиться за формулою .

Одержаний в результаті розрахунку мінімальний коефіцієнт стійкості k_cне повинен перевищувати значень, які рекомендуються, для IVкласу k_c=1,05.

Таблиця 4.3

Фізико-механічнівластивостіґрунтів

Ґрунт	ρпр, т/м3	ρs, т/м3	n	Природна вологість		Повне насичення
				С,кПа	φ˚	С,кПа	φ˚
Дрібні пісоки	1,98	2,66	0,29	30	21
Супісок	1,74	2,70	0,40	8,0	35	3,5	20
Суглинок	1,80	2,71	0,39	20,0	35	10,0	19

Значення радіусів

та знаходимо за формулами:

R_B=k₁^.H_гр ;R_H=k₂^.H_гр ,

де k₁ іk₂ – коефіцієнти значення яких залежить від середнього коефіцієнта закладання укосу m_ср, для нашого випадку k₁=1,60 іk₂=2,80.

R_В = 1,60 × 10,30 = 16,35 м; R_Н= 2,80 × 10,30 = 28,62 м

Значення R₁ знаходимо по залежності:

м

Для подальших розрахунків складаємо таблицю (таблиця 4.5.) і запишемо для пронумерованих відсіків значення sin

і cos з урахуванням знаків.

Приведені значення висоти відсіку h_пр знаходимо по залежності:

;

, , - частини висот відсіку, насичені водою;

, , , - щільність грунтів відсіків, насичених водою;

- щільність грунту.

; ,

де n- пористість грунту;

- щільність твердих частинок грунту;

- густина води;

е – коефіцієнт пористості.

; ;

.

Таблиця 4.4

Характеристики грунтів

Грунт	е	rнас	rнас/rпр
Крупні пісоки	0,41	1,18	0,66
Середні піски	0,64	1,04	0,58
Суглинок	0,27	1,37	0,65

Площа масиву обвалення яка обмежена кривою депресії , частиною кривої ковзання і вертикаллю, яка проходить через точку перетину кривої депресії з внутрішнім укосом дренажу:

А₁=130,11м².

В межах тіла обвалення АВСДА на частину насипу діє гідродинамічна сила Ф, значення якої визначається за залежністю:

= кН

і — середній градієнт площі (похил кривої депресії):

і=

Віддаль по нормалі до напрямку дії сили Ф від центру ковзання – це плече сили, яке дорівнює r=19,15 м.

Знайдемо коефіцієнт стійкості по залежності:

=

Одержане значення k_c=1,48 більше нормативного k_н =1,05 для споруд IVкласу.

Отже, умова фільтраційної міцності виконується.

Схема до розрахунку стійкості низового укосу греблі зображена на рис. 4.5.

V. Водоскидна споруда

5.1 Баштовий водоскид

Для скидання повеневих витрат із водосховищ влаштовують баштові водоскиди автоматичної дії (рис. 5.1.). Спорожнення водосховища передбачається через донний водовипуск в башті, забір води може бути здійснений за допомогою труб, розташованих вище ↓РМО на 0,5м. Місце розташування водоскиду вибирається виходячи із таких умов: споруда повинна бути розташована на корінній основі; відмітка дна водовипускної і водопропускної труб споруди повинна бути прямолінійною в плані.Споруда розташовується в пониженій частині водосховища в тілі земляної греблі. Баштовий водоскид складається з таких елементів: башти (1), донного водопспуска (2), камери затворів (3), водовідної труби (4), водобійного колодязя (5), рисберми (6), відвідного каналу (7), службового мосту (8).

Приймальною частиною водоскиду є башта, яка може бути прямокутного, круглого або овального окреслення в плані і розташовується в тілі греблі.

Рис.5.1 Повздовжній розріз баштового водоскиду

5.1.1 Гідравлічний розрахунок водоскиду

Пропускна спроможність башти визначається по залежності:

Q_р — розрахункова витрата, м³/с

m — коеф. витрати, що вибирається в межах 0,38...0,40. m=0,40;

l — довжина водозливного фронту, м

, ↓ФПР - ↓НПР

0,7м; при v_o<0,5 м/с швидкість не враховується : v_o =0.

H_o=

0,7м.

З даної формули визначаємоl:

м

Приймаємо овальну форму окреслення башти з розмірами: довжина – 7м, радіус - 3 м.

5.1.2.Водовідвідні труби

Водовідвідні труби приймаємо круглого поперечного перерізу, пропускна здатність яких визначається за формулою:

де n- кількість труб з площею поперечного перерізу

;

- різниця рівнів води усередині башти і нижньому б’єфі споруди, яка визначається за формулою:

z_тр = ↓РВБ - ↓РНБ = 425,42 – 418,60 = 6,82 м,

↓РВБ = ↓НПР – 0,35 = 425,77 - 0,35 = 425,42 м

- коефіцієнт витрати, приймаємо μ = 0,6.

м²

Ширина вихідного фронту труб:

м

де

= 0,5м – відстань між трубами;

= 0,12м – товщина стінки труби.

5.2. Водобійний колодязь

Колодязь виконується у вигляді розтрубу, що розширюється в плані від ширини вихідного фронту труб b_тр до ширини каналу в_к.

Рис. 5.2. Схема до розрахунку водобійного колодязя

Глибина води на виході з труби

h₁=

м

h₁— перша спряжена глибина.

Визначаємо радіус r₁, який відповідає першій спряженій глибині:

,

де

– кут розширення стінок колодязя в плані, =25^о

м