Проектирование грунтовой плотины - Строительство и архитектура дипломная работа

Главная

Строительство и архитектура
Проектирование грунтовой плотины

Выбор принципиальной схемы плотины. Определение максимальных расходов воды, ширины водосливного фронта плотины. Проектирование профиля водосливной плотины. Определение гидростатического давления воды. Расчет водобойных сооружений, башенные водосбросы.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ
1.1 Выбор принципиальной схемы плотины
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ
2.1 Определение максимальных расходов воды
2.2 Определение ширины водосливного фронта плотины
2.3 Определение отмети гребня водосливной, плотины
2.4 Проектирование профиля водосливной плотины
3. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОТИНЫ НА СДВИГ
3.1 Определение условий устойчивости
3.2 Определение гидростатического давления воды
3.3 Определение давления фильтрационного потока
3.4 Определение давления наносов на плотину и статического давления льда
3.5 Построение эпюр действующих на плотину сил
Средняя многолетняя мутность, р=75 г/м3
Расчетный срок эксплуатации водохранилища, t0=50 лет
Ср.годовой слой испарения, с поверхности суши, zc=0,5 м
Ср.годовой слой испарения,с поверхности воды,zb=0,34m
Грунты тела плотины песок с коэф. Кт=0,1 см/с
Класс авто дороги по гребню плотины 5
Тип покрытия верхового откосакаменная наброска
Глубина воды в нижнем бъефе, Н2=2,1 м
Грунт основаниясупесь с коэф. фильтрациико, м/с
Глубина воды в верхнембъефе, Н1=17 м
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ
1.1 Выбор принципиальной схемы плотины
При проектировании грунтовой плотины необходимо подобрать устойчивый и наиболее экономичный профиль сооружения.
Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, ее высоты, характера грунтов в основании, а так же условий строительства и эксплуатационных условий.
Глубины воды перед плотиной определяют:
где H1 - глубина воды в верхнем бьефе (ВБ).
Уклон откосов плотины назначается в зависимости от ее высоты, способа строительства, грунта, из которого она выполняется.
Таблица 1-Заложение откосов насыпных плотин
Таблица 2- Заложение откосов Намывных грунтовых плотин
Заложение откоса верхнего и низового
Неоднородная, гравийно- песчаная с ядерной зоной
Однородная песчаная Нормального профиля
Песчаный, супесчаный Торф, ил старинные отложения
Высота плотины определяется по формуле
где Н1- глубина воды в верхнем бьефе водохранилища, м
d - превышение отметки гребня плотины под расчетным статистическим уровнем воды в верхнем бьефе, определяется по формуле:
где hн- высота наката на откос ветровой волны, м
?h-высота ветрового нагона волны, м
аз- запас по высоте плотины, м (можно принять 0,5-1,0 м)
Рисунок 1. Схема к определению отметки гребя плотины
Высота ветрового нагона волны ?h и высота наката волны на откосhHрассчитывается в зависимости от параметров ветровой волны, образующей в водохранилище.
Основные элементы ветровых волн: высота волны h, длинал и период ф. Для их определения вычисляются средние элементы, которые обозначаются соответственно hгл; лгл, фгл.
Индекс «гл» обозначает, что параметры находятся для глубоководной зоны, т.е. глубина воды Н>0,5лгл.
Для этого рассчитываются безразмерные параметры:
где t - продолжительность действия ветра (принимается для предварительных расчетов t=21600 сек.)
D- длина разгона волны, м (принимается из таблицы задания на проектирования);
W - расчетная скорость ветра, м/с (принимается из таблицы задания на проектирование);
g - ускорение свободного падения м/с2
На графике (приложение Б) по параметруа определяютсявспомогательные величины: с=0,12, n=4,8
На графике (приложение Б) по параметру в определяются вспомогательные величины: с=0,003, n=0,5
За расчетные принимаются минимальные значения cmin, nmin. По ним вычисляются величины:
Высота наката волны определяется по формуле:
где fкоэффициент зависящий от типа крепления верховного откоса (f=0,9 при креплении откоса бетонными и железобетонными плитами, f=0,81 при креплении каменными плитами; f=0,56 при креплении каменной наброской)
Кс - коэффициент зависящий от скорости ветра W и заложения откоса шьпринимается по таблице 3.
Таблица 3- Значения коэффициента kс.
При значениях W, не вошедших в таблицу, коэффициент kс=1.
КНГ - коэффициент зависящий от пологости волны и значенияm1 определяется по графику на рисунке 2.
Рисунок 2. График для определения коэффициентаКнг при 0,13.
kв -коэффициент, учитывающий угол между фронтом волны и нормали к оси плотины, принимается по таблице 4.
Таблица 4- Значения коэффициента kв.
Примечание: если в задании не приведены данные об угле между фронтом волны и нормали к оси плотины, можно принять угол произвольно.
hl%гл -высота бегущей волны обеспеченностью 1% определяют по формуле:
где k1%- коэффициент, который зависит от значения и определяется по таблице 5.
Таблица 5- Значения коэффициента k1%.
По формуле 11 определяют высоту наката. Ветровой нагон определяется:
где бв- угол между продольной осью водохранилища и господствующим направлением ветра, град. (принять в пределах 45-80 градусов).
По формуле 3 вычисляются превышение отметки гребня плотины d над расчетным статистическим уровнем воды в водохранилище и определяется высота плотины Нпл.
Гребень плотины, как правило используется для проезда автотранспорта. Ширина bпл в этом случае определяется категорией дороги.
Основные параметры поперечного профиля автомобильных дорог приведены в таблице 6.
Таблица 6- Определение ширины гребня плотины
Фильтрационные расчеты плотины заключается в построение кривой депрессии и определении фильтрационного расхода через тело плотины.
Плотина может располагаться на водонепроницаемом основании. Фильтрационный расчет грунтовых плотин полно освещен в литературе.
В данных методических указаниях за основу принят упрощенный расчет приведенный в «справочнике проектировщика» /5/.
1.4.1 Фильтрационный расчет однородной плотины на водонепроницаемом основании с дренажным банкетом
Рисунок 10- Расчетная схема грунтовой плотины на водонепроницаемом основании.
где kт- коэффициент фильтрации грунта тела плотины, м/с
Lр-длинна пути фильтрации, определяется по формуле:
где L- длина пути фильтрации на расчетной схеме, м;
ДLв- выход депресионной кривой на верховой откос:
?LH-выход деперсионной кривой на низовой откос, м:
где Н2- глубина воды в нижнем бъефе
m11- заложение откосов дренажной призмы (обычно принимается m11=1,5)
Ордината кривой депрессии в сжатом сечении определяется:
Текущая координата кривой депрессии вычисляется по формуле:
Задаваясь значениями X определяют соответствующую ему величинуhxРасчеты ведут в табличной форме:
Таблица 7- Вычисление ординат кривой депрессии.
По результатам выполненных расчетов на поперечном разрезе плотины строят депрессионную кривую.
1.4.2 Фильтрационный расчет однородной плотины на водонепроницаемом основании конечной мощности (К0с=Кт) с дренажным банкетом
Рисунок 11. Принципиальная схема грунтовой плотины на водопроницаемом основании конечной мощности
Lр- расчетная длина пути фильтрации,м:
Так как hс получается отрицательное, принимаем ее равную 0.
б) между сечениями 1-1 и осью ординат :
1.4.3 Фильтрационный расчет платины с ядром по методики Рябышева М.Г
Принимаем ядро из глины, с коэффициентом фильтрации kя=0,004 м/сут и определяем высоту ядра по формуле:
Толщина низа ядра определяется по формуле:
где mя - заложения откоса ядра платины
Принимаем метод приведения платины с ядром эквивалентной однородной.Определяем величину выхода депрессионной кривой на верховой откос:
Определяется приведенная толщина ядра:
где kт - коэффициент фильтрации тела плотины
kя - коэффициент фильтрации ядра платины
Lпр=L+tпр-tср=44,09+517,125-20,69=540,525
Определяем расход фильтрационного потока:
1.4.4 Расчет платины с ядром по методу Рязинову
Платину приводят к однородному виртуальному способом.Приведенная толщина платины определяется по формуле
где L'- длинна проекции на абсциссу депрессионной кривой за ядро 19,8 м.
Определяем величину сжатого сечения:
l -можно пренебречь, если только hс маленькая
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ
2.1 Определение максимальных расходов воды
Для обеспечения наиболее благоприятных условий пропуска максимальных расходов без повышения уровней в верхнем бьефе, а также регулирования уровней в водохранилище при изменении режима водопотребления проектируют водосливные плотины с затворами. При проектировании ведут расчет ширины водосливного фронта, определяют устойчивость плотины на сдвиг, определяют высоту плотины, ведут расчет и подбор водосливных сооружений, выбирают тип затвора.
Для нахождения максимального расхода Qmaxэтой же обеспеченности, необходимо умножить среднегодовой расход QP%на максимальный модульный коэффициент для заданного бассейна реки.
где К- модульные коэффициенты, которые приводятся в приложении В.
2.2 Определение ширины водосливного фронта плотины
Под шириной водосливного фронта принимают суммарную ширину всех водосливных отверстой (в свету).
Ширину водосливного фронта можно определить, зная величину Qтах.
где q- удельный расход, т.е. расход приходящийся на 1м ширины водосливного фронта при полностью открытых затворах и максимальном уровне в верхнем бьефе.
Удельный расход в первом приближении принимают на основании данных практики:
- при скальном и полускальном основании плотины от 50...70 до 120м2/с
- при нескальном основании до 10. ..30 м/с.
Согласно нормативных данных пролеты отверстий перекрываемых затворами имеют следующие размеры:b= 1,0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0,3.4; 4.0; 4,5; 5.0,6.0; 7.0; 8.0; 10,0; 12.0; 14.0; 16.0; 18.0; 20.0; 22.0; 24.0; 27.0; 30,0 м
Количество водосливных отверстий определяют:
плотина водосливный давление башенный
2.3 Определение отмети гребня водосливной, плотины
Предполагаем, что при полном открытии затвора, водосливное отверстие будет работать как водослив практического профиля.
Расход для водослива определяется по формуле:
где Q- расход идущий через водосливный фронт, принимаем, что Q= Qmax, м2/с
m - коэффициент расхода, для водосливов, гребень которых сформирован по координатам Офицерова- Кригера m= 0,49;
уп - коэффициент подтопления, для незатопленного водослива уп=1; Коэффициент подтопления учитывается только в том случае, когда, подтопление начинает влиять на расход, а это происходит только если выполняется условие: Нn/Н>0.35
ус - коэффициент учитывающий боковое сжатие,принимаетсяпо рисунку 12.
где Но - геометрический напор на водосливе
Vo- скорость подхода (величиной V0 можно пренебречь ввиду ее малых значений или принять = (2 - 3) м/с.
Рисунок 12 . График для определения коэффициента ус
Численные значения коэффициентов m, уп,ус зависит от величины напора на водосливе иявляются неизвестными. Поэтому задачу решают методом подбора. В первом приближении задаются значениями m,уп, ус.
Подставляя значения В и Qmaxв формулу (33) в первом приближении определяют значение:
Далее во втором приближении определяют численное значение коэффициентовm,уп, ус. и вычисляют напор на водосливе.
Приближения выполняют до тех пор, пока величина Нi в последнем окажется равной Нi+1 в предыдущем приближении.
Отметки, гребня водослива определяется
vГребня водослива = v НПУ - Н=91-4,8=86,2
где Н- подтопление (расстояние от отметки гребня водослива до уровня воды в нижнем бьефе)
2.4 Проектирование профиля водосливной плотины
Теоретически профиль плотины имеет треугольное очертание с вертикальной гранью. Заложение низовой грани принимают m2 = 2,5 .
Очертание профиля водосливной плотины назначают по координатам Кригера - Офицерова приведенных в таблице 10. Координаты даны при напоре на водосливе Н = 4,8 м.
Рисунок 13. Поперечный разрез бетонной водосливной плотины
Таблица 10 Значения координат Х и Y Офицерова-Кригера длябезвакуумного профиля водосливной плотины при Н=4,8м
По подсчитанным значениям Х и Y при своих значениях напора Н строят профиль гребня водослива
3. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОТИНЫ НА СДВИГ
3.1 Определение условий устойчивости
При проектировании плотины необходимо определить показатели устойчивости и прочности плотины.
Условием устойчивости является Кзап?Кдоп
Таблица 11 - Определение допустимого коэффициента устойчивости
Коэффициента Кдоп при классе капитальности
Коэффициент запаса вычисляют по формуле:
где f- коэффициенттрения , определяется f=tgц
ц-угол внутреннего трения, определяется по таблице 12в зависимости от грунта основания;
N - сумма вертикальных сил действующих на плотину определяется по формуле:
N=2621722,5+1417545+54077,63-216261,45-211645,03=2621722,5
где W2, W4- вертикальные составляющие гидростатического давления воды со стороны верхнего и нижнегобъефов;
W5- взвешивающие давление фильтрационного потока;
G- вес плотины. Определяется по формуле:
сб - плотность бетона, которая определяется по таблице в зависимости от марки бетона. Определяется по таблице 13
F- площадь поперечного профиля плотины, м2
В- длина плотины в плане (ширина водосливного фронта), расчеты производятся для 1 погонного метра длины плотины, поэтому принимаем В=1 п.м..
Т - сумма горизонтальных сил действующих на.плотину определяется по формуле:
Т=1417545-21631,05*1653,375=606380,6
где W1;W3- горизонтальные составляющие гидростатического давлении со стороной верхнего и нижнего бьефов.
Таблица 12 - Значения удельного сцепления (С, 105 Па) и угла внутреннего трения (ц, град)
Значение С (над чертой) и ц(под чертой) при различных значениях коэффициента пористости б
При контакте скала - бетон: tg ц =23;
При контакте скала - бетон: tg ц =1.5; С=3
Тяжелый, с наполнителем из металлических опилок
Тяжелый, с заполнителем из камня, гравия, щебня
Легкий, с заполнителем из кирпичного боя
3.2 Определение гидростатического давления воды
Горизонтальная составляющая гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа, определяется:
где г- объемный вес воды, г=9790-9810 ;
Горизонтальная составляющая гидростатического давления воды со стороны нижнего бьефа, определяется:
где Н2- уровень воды в нижнем бъефе.
Вертикальная составляющая гидростатического давления со стороны верхнего бъефа:
где m1- заложение верхового откоса бетонной водосливной плотины;
Вертикальная составляющая гидростатического давления со стороны нижнего бъефа:
где m2- заложение низового откоса водосливной бетонной плотины.
3.3 Определение давления фильтрационного потока
Давление фильтрационного потока под основанием плотины состоит из взвешивающего давления W5и фильтрационного противодавления W6. Взвешивающее давление W5 определяется по формуле:
где - коэффициент пористости грунта основания , принимается =0.35... 0.95;
L- ширина подошвы плотины, принять по поперечному разрезу водосливной плотины.
Фильтрационное давление потока определяется:
где б1- вспомогательный коэффициент, который принимается :
- для слабо трещиноватой скалы б1 =0.2... 0.5;
- для сильно трещиноватой скалы б1 =0.4...0.7;
- если в основании дренаж б1= 0.1 ...0.3.
Н -напор действующий на плотину, определяется:
где H1 - глубина воды в верхнем бьефе;
3.4 Определение давления наносов на плотину и статического давления льда
Давление наносов на верховую грань плотины определяется по формуле:
где гнв-объемный вес насосов во взвешенном состоянии, гнв = (10000-11000) , Н/м3
hH- слой наносов (м), принимается на основании водохозяйственных расчетов исходя из отметки ила.
ц - угол внутреннего трения, определяется по таблице 12 .
Статическое давление льда зависит от толщины льда, среднесуточных зимних температур и определяется:
L - длина плотины, принимаем 1 погонный метр .
R- предел прочности льда на сжатие, зависит от среднесуточной температуры воздуха, принимается:
3.5 Построение эпюр действующих на плотину сил
На основании вычисленных значений строят эпюры действующих на плотину сил. Выполняется условие: KзапПроектирование грунтовой плотины дипломная работа. Строительство и архитектура.
Курсовая Работа На Тему Анализ Использования Ооборотных Средств Предприятия
Реферат по теме Великие владимирцы - братья Столетовы
Реферат: Безопасность в сфере гостиничного хозяйства. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение По Литературе Про Листья
Реферат На Тему Психологічні Особливості Розвитку Особистості Дитини Дошкільного Віку
История Возникновения Лекарственных Форм Курсовая Работа
Курсовая работа по теме Планирование аудита бухгалтерской отчетности
Методика Приобщения Детей К Труду Реферат
Курсовая работа: Здания на железнодорожном транспорте
Реферат по теме Височные кольца и бусы как украшение женского славянского костюма
Реферат: The Poetry Of E E Cummings Essay
Реферат: History Of Telephone Hacking Essay Research Paper
Реферат по теме Любовь в письмах знаменитых людей
Реферат: Обезвреживание токсических веществ в организме. Биотрансформация лекарств
Сочинение Егэ Прибыв На Новое Место
Реферат: Норма перевода Г. Тури, вероятностно-прогностическая модель синхронного перевода Г.В.
Эссе Сканворд 4 Буквы
Валютная Система Реферат
Сочинение На Тему Дружба Огэ 9 Класс
Реферат: 2. Личность руководителя и подчиненного в системе управления 17
Проект цеха по производству стейков и крупнокусковых полуфабрикатов на ООО "Росинтер Ресторантс" г. Санкт-Петербург - Кулинария и продукты питания дипломная работа
Изучение основных технологических процессов, состава и структуры фондов строительной организации - Строительство и архитектура отчет по практике
Влияние корпоративной культуры на деятельность гостиничного предприятия "Сибирь" в г. Новосибирске - Менеджмент и трудовые отношения дипломная работа