Расчет земляной плотины - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Построение профиля земляной плотины. Определение высоты плотины. Определение ширины гребня. Крепление откосов. Подбор дренажного устройства. Построение депрессионной кривой. Схема расчета грунтовой плотины. Схема гребня плотины.


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.
Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ- ВПО Уральский Государственный Технический Университет-УПИ
Кафедра водного хозяйства и технологии воды
При выборе типа плотины проектировщикам приходится учитывать целый ряд технико-экономических факторов. К основным из них можно отнести: качество и количество грунтов, имеющихся в данной местности; расстояние напоров этих грунтов до створа плотины; характер геологического строения основания; климатические условия; предлагаемый способ работ; условия строительства (запланированные сроки строительства, имеющееся оборудование и транспортные средства и т. д.).
Грамотно спроектированная плотина должна удовлетворять ряду требований:
· тело плотины и ее основание должны быть устойчивыми при всех условиях их работы;
· водосбросные устройства плотины и возвышения ее гребня над самым высоким уровнем воды в верхнем бьефе должны быть рассчитаны так, чтобы ни при каких условиях не происходило перелива воды через гребень плотины;
· фильтрация воды через тело плотины и ее основание не должна быть значительной и приводить к большим потерям воды из подъемного бьефа, а также вызывать размывание грунта при выходе фильтрационного потока в нижнем бьефе;
· верховой откос плотины должен быть защищен от разрушения его льдом и волнами, а низовой выпадающими осадками;
· кроме того, сооружение должно быть экономичным.
I ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ
Основным вопросом при проектировании плотины из грунтовых материалов является определение ее устойчивого и экономически выгодного профиля. Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, ее высоты (отметки гребня плотины) и ширины, назначения заложения и очертаний откосов плотины, характеристик грунта тела и основания, а также условий строительства и эксплуатации.
Построение профиля земляной плотины сводится к определению высоты плотины Н и определению ширины гребня. Расчетная схема плотины приведена в Приложении 1.
Отметка гребня плотины назначается на основе расчета необходимого возвышения его над уровнем воды в верхнем бьефе. При этом рассматриваются два случая стояния уровня воды в верхнем бьефе:
1. Нормальный подпорный уровень (НПУ).
2. Форсированный подпорный уровень (ФПУ).
Высоту плотины в обоих случаях назначают с превышением d над расчетным уровнем воды в водохранилище, гарантирующем отсутствие перелива воды через гребень.
где hв - расчетная глубина воды в верхнем бьефе,
d - превышение над расчетным уровнем воды в водохранилище, гарантирующего отсутствие перелива воды через гребень плотины
где h - высота ветрового нагона воды;
hн - высота наката волн на откос плотины;
а - конструктивный запас, равен 0,5 м;
Высоту ветрового нагона определяем по формуле:
h = Кв * (W 2 * A ) * cos / 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]
h = 3*10*(30 2 * 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.
= 2,28 = 1,27
= 0,032 = 0,012
Выбираем наименьшее значение. Выражаем и :
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
где ki = 2,08 по графику [4] что соответствует значению комплекса
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])
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
Аппроксимируя по высоте плотины по данным таблицы 10.1 на стр. 309 [4] принимаем коэффициенты заложения откосов m 1 и m 2
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
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.
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].
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.
На откосах высоких и средней высоты плотин устраиваются бермы. На верховом откосе бермы устраиваются в конце основного крепления, создавая ему необходимый упор и обеспечивая возможность его осмотра и ремонта, и в местах изменения заложения откоса. На низовом откосе бермы служат для сбора и отвода дождевых и талых потоков, предохраняя тем самым. низовой откос от размыва, а также для обеспечения проезда в период строительства плотины. Иногда по бермам низового откоса могут прокладываться автомобильные или железные дороги. Как правило, бермы устраивают в местах изменения заложения откоса и сопряжения тела плотины со строительными перемычками. Расстояние между бермами по высоте плотины принимается равным 10...15 м.
Ширина бермы назначается не менее 3 м, если по ней предусматривается проезд, и не менее 1...2 м, если проезд не предусмотрен.
На внутренней стороне бермы устраивается кювет, служащий для сбора и организованного отвода дождевых и талых вод.
Крепления откосов. Откосы земляных плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, течений воды, льда,
атмосферных осадков и т.д. Для предотвращения их разрушения предусматриваются соответствующие виды креплений.
Крепление верховных откосов плотин для защиты их от разрушения волнами выполняют из бетонных и железобетонных плит, камня и асфальтобетона.
В нашем случае для защиты верхового откоса земляной плотины от разрушающих воздействий ветра, волн, льда, течение воды, атмосферных осадков и др. факторов применяются бетонные плиты. Крепление из бетонных плит можно осуществлять при любых параметрах волн, возникающих на внутренних водоемах.
Монолитные железобетонные плиты используются для крепления откосов плотин на крупных водохранилищах при высоте волны от 2 до 4м. Швы между плитами могут быть открытыми или закрытыми с уплотнениями в виде резиновых диафрагм, просмоленных деревянных или железобетонных досок. Сборные железобетонные плиты имеют размеры в плане от 1,5 х 1,5 м до 5 х 5 м в зависимости от условий их транспортировки и удобства укладки на откос. В процессе укладки плиты омоноличиваются в  секции размером в плане 20х20 м и более. Применяются они обычно при высоте волны до 2,5...3 м.
Примем стандартное значение каждой из плит 1,5 х 1,5 м. Толщина монолитных железобетонных плит может определяться из условия их устойчивости на откосе при воздействии взвешивающего давления воды при откате волны, и проверяют на прочность при обрушении волны на откос [4]. Предварительное значение толщины определяется по формуле
                         t п = 0,07*hн * 3 / l * [ w / ( c - w )] * (m 2 -1) / m
где hн, - соответственно высота и длина волны, = = 22,56 м;
l - длина ребра плиты в направлении, нормальном урезу воды, м;
c , w - соответственно плотность материала и воды, кг/м 3 ;
После подстановки числовых значений получаем t п = 0,12м
Для сборных плит толщину принимаем на 15% больше [4], то есть
t = 0,13м и с учетом, что толщина плиты на верхней части откоса должны быть t' = 0,5t 0,2 м,
Согласно практическим рекомендациям [4] при толщине 8…20 см плиты изготавливаются на полигонах размерами от 1,5 х 1,5м до 5 х 5м и затем доставляют к месту сборки и укладывают на откосе на сплошном обратном фильтре с шарнирным соединением друг с другом. Все виды креплений верхового откоса плотины укладываются на подготовку в виде обратного фильтра, материал, число слоев и толщина которого выбирается в зависимости от грунта откоса и наличия местных строительных материалов.
Обратный фильтр под каменной наброской и плитами с открытыми швами может состоять из одного слоя разнозернистых материалов или двух слоев материалов с различными по крупности частицами, а также из искусственных водопроницаемых материалов (стекловолокна, минеральной ваты и др.). Под плитами с закрытыми швами, как правило, укладывается однослойный обратный фильтр. Минимальная толщина подготовки 35 см.
Крепление верхового откоса плотины подразделяется на основное (в зоне наиболее интенсивного волнового и ледового воздействий) и облегченное, располагаемое ниже основного крепления.
Верхней границей основного крепления, как правило, является гребень плотины. Нижняя граница основного крепления принимается на отметке, заглубленной на величину Нкр = 2h1% под минимальный уровень воды в водохранилище (УМО). Нижняя граница облегченного крепления принимается на отметке, где донные волновые скорости не превышают размывающих скоростей для грунта откоса плотины. Ориентировочно нижнюю границу облегченного крепления можно принимать на отметке, заглубленной на величину Нкр под нижнюю границу основного крепления.
Часть низового откоса земляных плотин, подверженная воздействию льда и волн со стороны нижнего бьефа, крепится аналогично верховому. Остальная часть низового откоса защищается от разрушения атмосферными осадками, либо посевом трав по слою растительного грунта толщиной 0,2...0,3 м, либо отсыпкой гравия или щебня толщиной 0,2 м.
3.1 Построение графика депрессионной кривой
Дренажные устройства в теле и основании плотины выполняются с целью:
· уменьшения зоны действия фильтрационного потока, что дает возможность повысить устойчивость плотины, ее низового откоса;
· недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос - заглубление депрессионной кривой ниже зоны промерзания;
· ускорения консолидации чистых грунтов и уменьшения парового давления в отдельных зонах плотины или основания.
Плотина относится к категории однородных на водонепроницаемом основании. Поскольку специальных требований к дренажному устройству в условии не оговорено, примем в качестве дренажа трубчатое устройство. Согласно [1] трубчатый дренаж следует применять, как правило, на тех участках плотины, где в период ее эксплуатации вода в нижнем бьефе отсутствует или присутствует кратковременно.
Трубчатый дренаж следует предусматривать из бетонных или асбестоцементных труб (перфорированных) с заделанными или незаделанными стыками, с отсыпкой обратным фильтром.
Сечение дренажных труб следует определять гидравлическими расчетами. Диаметр дренажной трубы следует принимать не менее 200 мм. По длине трубчатого дренажа через каждые 50...200 м устраиваются смотровые колодцы, располагаемые с учетом рельефа местности и требуемых уклонов.
В нашем случае расчет проведем по следующим рекомендованным [2] формулам:
при соблюдении условия [2], что m = 4 > 2
q Т - расход воды через тело плотины, м/сут;
Кф - коэффициент фильтрации тела плотины, по условиям задания
q T = 1,1*10 * 24 2 / 2* 89,56 = 3,54 * 10 м/сут
Y = 2*3,54*10 * ( 79 - X + 1,61) /1,1*10
в диапазоне от 10 до 80 м получим точки ординат Y на депрессионной кривой (Приложение 2), которую вычерчиваем на миллиметровой бумаге Таблица 3
Кривую депрессии исправляем визуально [2] в зоне, где
то есть на участке от 20, 78 м и выше (на рис.1 Приложения 1 пунктирная линия).
1. СНиП 2.06.05-84 Плотины из грунтовых материалов
2. Железняков Г. В, Ибад-заде Ю. А, Иванов П. Л. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. Стройиздат - М.,1983, 543с.
3. Лапшенков В. С. Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям. Агропромиздат - М., 1989, 448с.
4. Смирнов Г.Н, Курлович Е. В, Витренко И. А, Мальгина И. А. Гидрология, гидротехнические сооружения. Издательство «Высшая школа» - М., 1988
Обоснование выбора створа и типа грунтовой плотины, конструкция ее поперечного профиля. Назначение отметок и размеров берм. Определение отметки гребня плотины, подбор обратного фильтра. Расчёт депрессионной кривой и устойчивости откосов, их крепление. контрольная работа [157,8 K], добавлен 05.11.2014
Общая характеристика грунтовой плотины, ее разновидности и отличительные черты. Порядок определения высоты тела плотины, отметки ее гребня. Методика и этапы конструирования тела плотины, ее фильтрационный расчет. Устройство и назначение водосброса. курсовая работа [474,2 K], добавлен 15.05.2009
Расчет отметки гребня и высоты волнозащитной плотины с учетом осадки. Расчетные уровни воды и характеристики ветра. Подбор поперечного профиля. Заложение и крепление откосов, вычисление массы камня. Анализ крутизны волноустойчивого неукрепленного откоса. курсовая работа [973,6 K], добавлен 17.01.2014
Выбор створа плотины в зависимости от топографических, геологических, гидрологических и строительных условий. Определение высоты плотины, крепление откосов, дренажные устройства и фильтрационные расчеты. Водосбросный канал и расчет трубчатого водоспуска. курсовая работа [48,4 K], добавлен 16.01.2012
Определение отметки гребня грунтовой плотины и расчёт крепления верхового откоса. Прогноз физико-механических свойств грунта. Фильтрационные расчеты. Подбор зернового состава переходных зон. Расчёт концевого участка строительного водосброса плотины. курсовая работа [687,3 K], добавлен 13.03.2012
Проектирование гидроузла: описание района, топографическая и климатическая характеристика, геологические условия. Обоснование выбора створа гидротехнического сооружения, компоновка узла плотины. Геометрические параметры плотины, гидравлический расчет. курсовая работа [770,0 K], добавлен 14.12.2011
Естественные и хозяйственно-строительные условия. Проектирование поперечного профиля грунтовой плотины, сопряжения тела плотины с основанием и берегами. Выбор типа и конструкции водовыпуска. Организация производства работ по строительству гидроузла. дипломная работа [283,0 K], добавлен 17.12.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет земляной плотины курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Туған Жер Туралы Эссе 6 Сынып
Реферат Календарные Праздники
Курсовая работа по теме Сегментация рынка
Лексическое И Грамматическое Значение Слова Реферат
Реферат: Анимистическая теория религии Тайлора
Исследование Слуха У Детей Реферат
Готовые Рефераты По Предмету Организационное Развитие
Курсовая Работа На Тему Тактика Следственного Осмотра
Контрольная работа: Николай II. Исторический портрет на фоне эпохи. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат На Тему Формы Мышления
Результаты Контрольной Работы По Химии 2022
Курсовая работа по теме Инфляция как форма макроэкономической нестабильности
Учебное Пособие На Тему Организационное Поведение
Реферат: Решение споров по вопросам приватизации жилищного фонда РФ
Статья: Многолетние биологические ритмы в жизни животных и человека
Эссе По Организации Здравоохранения
Реферат: Русская религиозная философия
Реферат по теме Партия РСДРП
Реферат: Становление и развитие банковской системы Казахстана
Реферат по теме Высоко-молекулярные соединения
Органы чувств (анализаторы) - Биология и естествознание контрольная работа
Социально-экономическая характеристика Республики Северная Осетия - Алания - География и экономическая география дипломная работа
Предмет и метод экономической географии и регионалистики - География и экономическая география курсовая работа