Курсовая работа: Расчет земляной плотины

Высоту ветрового нагона определяем по формуле:

h = Кв * (W² * A ) * cosa / g * (hв + …),

где А - длина разгона волны, по условию А = 4000 м;

Кв - квадратичный коэффициент, зависящий от скорости ветра, при W = 30м/с, Кв = 3*10 [1, 2]

Таблица 1

W, м/с	20	30	40	50
Кв*10-6	2,1	3	3,9	4,8

h = 3*10*(30² * 4000) * cos 40° / 9,8 (24 +0) = 0,035 м

Определяем параметры ветровой волны при НПУ. Для этого вычисляем безразмерные комплексы: и ,

где t – продолжительность действия ветра, принимаемая при отсутствии фактических данных 6 час = 21600 с.

= = 7063,2

= = 43,6

= 2,28 = 1,27

= 0,032 = 0,012

Выбираем наименьшее значение. Выражаем и :

= = = 1,102 м

= = = 3,8 с

Вычисляем среднюю длину волны:

= = 22,56 м

В качестве расчетного уровня при определении возвышения гребня плотины над расчетным уровнем принимаем нормальный подпорный уровень и учитываем высоту наката 1%-ой обеспеченности.

Высоту волны 1%-ой вероятности превышения определяем по формуле

h1% = *ki ,

где ki = 2,08 по графику [4] что соответствует значению комплекса

= 43,6

h1% = *ki = 1,102* 2,08 = 2,29 м

Используя приведенные выше данные, определяем:

К= 0,75, К_н = 0,60; ( по табл. 3.5 [3])

К= 1,5; К= 0,87; К = 1; (по табл. 3.6 [3])

при условии, что = = 9,85; тогда Кнг = 1,4 ([3, 4])

Высота наката:

h_н = h1% * К* К_н * К * К * Кнг * К

h = 2,29*0,75*0,60*1,5*0,87*1,4*1 = 1,88 м

Вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчетным уровнем:

d = h + hн + a = 0,035+1,88+0,5 = 2,415 м

Н = 24+2,415 = 26,415 26,4 м

Аппроксимируя по высоте плотины по данным таблицы 10.1 на стр. 309 [4] принимаем коэффициенты заложения откосов m₁ и m₂

m₁ =3,5 m₂ = 3

1.2 Определение ширины гребня

Гребень плотины обычно используется для устройства автомобильной или железной дороги, размеры которых назначают, руководствуясь требованиями соответствующих нормативных документов [1, 2]. Основные параметры гребня плотины при устройстве на нем автомобильной дороги приведены в табл. 2

Таблица 2

Категория дороги	Ширина, м
	проезжей части	обочин	разделительной полосы	гребня плотины
I	15,0	3,75	5,0	27,5
II	7,5	3,75		15,0
III	7,0	2,5		12,0
IV	6,0	2,0		10,0
V	4,5	1,75		8,0

Как следует из таблицы при устройстве по гребню автомобильной дороги II категории ширина его должна быть не менее 15 м.

Для отвода поверхностных вод гребню плотины придается односторонний или двусторонний поперечный уклон, а на обочинах устраиваются ливнестоки. В нашем случае принимаем по рекомендациям [4] двусторонний уклон i = 0,015 .

Покрытие проезжей части автодороги выбирается в зависимости от ее категории и укладывается на подготовку из гравийно-песчаного или щебеночного грунта. Если гребень плотины сложен из глинистых грунтов, то для его защиты от промерзания укладывается слой несвязного (песчаного) грунта, толщина которого, включая и покрытие гребня, должна быть не менее глубины промерзания грунта в районе строительства. В сейсмических районах ширину гребня плотины и его превышение над расчетным уровнем воды обычно назначают несколько большим, чем при нормальных условиях эксплуатации, имея в виду возможность дополнительной осадки сооружения при сейсмических воздействиях, а в особых случаях возможность образования волны при обвалах береговых массивов грунта в водохранилище.

В пределах обочин в соответствие с ГОСТ 2.34.57 -79 устанавливается ограждение в виде бетонных столбиков. Со стороны верхнего бьефе может устраиваться сплошной волнозащитный парапет.

II КРЕПЛЕНИЕ ОТКОСОВ

Выбор заложения (крутизны) откосов плотины производится на основе опыта строительства и эксплуатации аналогичных сооружений с учетом физико-механических характеристик грунтов тела плотины и основания, действующих на откосы сил, высоты плотины, методов производства работ по возведению плотины и условий ее эксплуатации. Назначенные заложения откосов затем проверяются расчетами статической устойчивости и при необходимости корректируются.

Ориентировочные значения заложений откосов земляных плотин из глинистых и песчаных грунтов при наличии в основании грунтов с прочностью, не меньшей, чем в теле плотины, приведены в табл. 3.6 [4].

Фрагмент таблицы 3.6 [4]

Высота плотины, м	Заложение откосов
	верхового	низового
15… 50	3,0… 4,0	2,5… 4,0

Приведенные в табл.3.6 данные относятся к средним по высоте значениям заложения откосов. В высоких плотинах откосы могут иметь переменное заложение, увеличивающееся сверху вниз, что позволяет запроектировать более экономичный профиль плотины, обеспечивая устойчивость его откосов.