Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами

1. Высота плотины (Нпл) определяется по формуле:

Нпл = hНПУ + hсб + hв + hк (м),

где

hНПУ - глубина пруда при наполнении его чаши до НПУ, м;

hсб - глубина слоя воды на водосборном сооружении в период

прохождения паводковых и ливневых вод, м;

hв - высота волны повдоль пруда, м;

hк - высота капиллярного смачивания гребня плотины, м

1.1. Глубина пруда Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами у плотины при наполнении чаши пруда до отметки НПУ согласно начальным данным варианта hНПУ = 7 м.

1.2. Глубина слоя воды на водосборном сооружении принимается равной

hсб = 0,5 м при высоте плотины наименее 6 м и

hсб = 1 м при ее высоте более 6 м.

Принимаем hсб = 1 м, потому что только одна составная часть высоты плотины уже более Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами 6 м (hНПУ = 7 м).

1.3. Высота волны определяется по формуле Е.А. Замарина

hв = 0,7 + 0,1 × L (м),

где L - длина зеркала пруда при НПУ, км.

Длина аква зеркала пруда согласно начальным данным варианта L = 1,0 км

Тогда

hв = 0,7 + 0,1 × 1,0 = 0,8 (м)

1.4. Для суглинистых грунтов высота капиллярного смачивания гребня плотины (hк) составляет 0,7 - 0,8 м.

Согласно начальным данным варианта принимаем hк Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами = 0,8 м.

Пример. Если hНПУ = 7 м, hсб = 1 м, hв = 0,8 м, hк = 0,8 м,

тогда Нпл = hНПУ + hсб + hв + hк = 7+1+0,8 +0,8 = 9,6 м.

2. Ширина гребня плотины В принимается схожей по всей длине и находится в зависимости от большей ее высоты и наличия либо отсутствия неизменной дороги. Для непроезжих плотин ширина гребня определяется по формуле:

В = 1/2 Нпл Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами + 0,3 м.

Считаем плотину непроезжей

Если Нпл = 9,6 м, то В = 1/2 Нпл + 0,3 м = 9,6 / 2 + 0,3 = 5, 1 м.

3. Ширина основания либо подошвы плотины (Вос) равна:

Вос = В + ас + ам = В + Нпл (φс + φм) м,

где В - ширина гребня, м;

ас – проекция на основание сухого откоса плотины

ам - проекция на основание влажного откоса плотины

φс - заложение сухого Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами откоса плотины (таблица 1);

φм - заложение влажного откоса плотины (таблица 1).

Потому что расчетная высота плотины составляет: 9,6 м, то согласно

таблице 1; φм = 3,0; φс = 2,5.

Если Нпл = 9,6 м; φм = 3,0; φс = 2,5; В = 5,1 м, то Вос = В + Нпл (φс + φм) = 5,1 + 9,6 (2,5 + 3,0) = 57,9 м.

4. Вода, подпруженная плотиной, проникает через ее тело и движется в направлении от влажного откоса к сухому. Верхняя Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами граница фильтрационного потока именуется депрессионной кривой. Фильтрация воды будет безобидна для стойкости и прочности плотины, если депрессионная кривая пересекает основание плотины не поближе 5 м от подошвы сухого откоса.

Чтоб найти устойчивость тела плотины к размыву ее фильтрационными токами, нужно высчитать расстояние от депрессионной кривой по подошве Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами до сухого откоса aпр, т.е. АМ (рис. 1).

Котангенс угла α = 25° депрессионной кривой сtq α = 2,145.

АМ = Вос - МК - КВ = Вос – hНПУ (сtq α + φм) м.

К примеру, если Вос = 57,1 м, hНПУ = 7 м, котангенс угла депрессионной кривой сtq α = 2,145; φм = 3,0, тогда

АМ = Вос - hНПУ (сtq α + φм) = 57,9 - 7 (2,145 + 3,0) = 21,9 м.

Как следует, плотина устойчива, потому что депрессионная кривая не доходит по Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами основанию плотины до сухого откоса на расстоянии 21,9 м.

Набросок 1. Поперечный разрез плотины

Приобретенные данные заносятся в таблицу 3.

Таблица 3. Расчет размеров главных частей плотины

Характеристики Коли-чество Единица измерения
Высота плотины: а) глубина пруда у плотины: hНПУ б) глубина слоя воды на водосбросном сооружении hсб в) высота волны повдоль пруда при Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами L= 1 км hв = 0,7 + 0,1 × L г) высота капиллярного смачивания гребня плотины hк д) высота плотины Нпл = hНПУ + hсб + hв + hк = 7+1+0,8 +0,8 0,8 0,8 9,6 м м м м м
Ширина гребня плотины В = 1/2 Нпл + 0,3 м 5,1 м
Ширина основания: а) горизонтальная проекция сухого откоса при φс = 2,5 ас = Нпл × φс = 9,6 × 2,5 б) то же влажного откоса при Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами φм=3,0, ам = Нпл × φм = 9,6 × 3,0 в) Ширина гребня плотины В (см. п. 2) г) ширина основания плотины Вос = В + ас + ам = 5,1 + 24,0 + 28,8 57,9 м
Устойчивость плотины на разрушение: а) горизонтальная проекция смоченной части влажного откоса при φм = 3,0, депрессионной кривой при сtq α = 2,145 и hНПУ = 7 м aпр = hНПУ (сtq α + φм) б) расстояние от Расчет размеров основных элементов плотины и ее устойчивости к размыву фильтрационными токами депрессионной кривой по подошве до основания сухого откоса aу = Вос – апр = 57,9 – 36,0 36,0 21,9 м м
Устойчивость плотины Да

Таблица 1. Значение заложений откосов плотины, тело которых из глинистых и супесчаных грунтов

Таблица 2 Варианты

Глубина пруда у плотины hНПУ, м Длина пруда, км Высота капиллярного смачивания гребня плотины hк, м Величина угла α , градусов
1,7 0,8
5,5 1,6 0,7
1,5 0,8
4,5 1,4 0,8
1,3 0,7
1,2 0,7
7,5 1,1 0,8
8,5 1,0 0,7
6,5 0,9 0,8
0,8 0,8
5,5 0,7 0,7
1,7 0,7
4,5 1,6 0,8
1,5 0,7
1,4 0,8
7,5 1,3 0,8
8,5 1,2 0,7
6,5 1,1 0,7
1,0 0,8
5,5 0,9 0,7
0,8 0,8
4,5 0,7 0,8
1,7 0,7
1,6 0,7
7,5 1,5 0,8
8,5 1,4 0,7
6,5 1,3 0,8
1,2 0,8
5,5 1,1 0,7
1,0 0,7
4,5 0,9 0,8
0,8 0,7
0,7 0,8
7,5 1,7 0,8
8,5 1,6 0,7
6,5 1,5 0,7
1,4 0,8
1,3 0,7
1,2 0,8
1,1 0,8


raschet-posadki-lichinok-i-malkov-karpa-v-prudi.html
raschet-postupleniya-denezhnih-sredstv-ot-realizacii-produkcii.html
raschet-poter-napora-na-trenie.html