Проектування і будівництво конструкції греблі та окремих її елементів

Одержані відсіки нумерують вліво і вправо, розміщуючи нульовий відсік під центром О. Відсіки вліво нумеруються додатними числами, а вправо – від’ємними. При такій нумерації відсіків і їх ширині синус кута, який утворюється радіусом-дотичною, який проходить через середину n-го відсіку з вертикаллю, буде дорівнювати:

 

де n - номер відсіка;

 

З точки О опускаємо вертикаль до кривої ковзання і відкладаємо відстань 0,5b=2,13 м вліво, і вправо, а потім - b=4,25 м по обидві сторони від вертикалі;

10) розглянемо відсіки окремо. Основною силою є вага грунту відсіку:

 

де пр - щільність грунту тіла греблі з природньою вологістю;

g - прискорення вільного падіння (9,81 м/с2 );

b - ширина відсіку;

hпв - приведена висота відсіку (внаслідок того, що грунт тіла греблі і основи, що знаходяться нижче кривої депресії є насиченими і їх щільність буде меншою при природній вологості). Щоб визначити вагу відсіка грунтів тіла і основи шари грунтів, насичені водою, приводять до щільності грунту тіла греблі з природньою вологістю. При цьому приведена висота будь-якого відсіку визначається за залежністю:

 

де s - щільність скелету грунту;

w - густина води ( 1 т/м3 );

е - коефіцієнт пористості;

n - пористість.

11) при розрахунку стійкості низового укосу реактивними (утримуючими) силами будуть виступати:

- складова від ваги відсіку;

- сила зчеплення.

Сили, які стараються зсунути греблю або порушити її стійкість, будуть:

- складова сили ваги;

- гідродинамічна сила води.

Всі наступні розрахунки проводимо у формі таблиці.

 

Таблиця 4.3

Таблиця розрахунку сил, діючих на масив обвалення

№ відсіку sin cos hпp, м h', м h'', м h''', м hпв, м hnb•sin hnb•cos  tg hпв•cos•tg с, кПа l, м cl, м• кПа

9 0,90 0,44 4,50 0,50 – – 5,02 4,52 2,21 32,3 0,63 1,40 18,3 15 137,25

8 0,80 0,60 6,50 4,00 – – 10,66 8,53 6,40 19 0,34 2,20 10 15 75

7 0,70 0,72 5,00 7,50 – – 12,80 8,96 9,22 19 0,34 3,17 10 11 55

0,60 0,80 4,50 10,00 – – 14,90 8,94 11,92 19 0,34 4,10 10 10 50

0,50 0,86 4,00 11,00 1,00 – 16,50 8,25 14,19 23 0,42 6,02 3,3 9 14,85

0,40 0,92 3,50 10,00 2,50 – 16,48 6,59 15,16 25 0,47 7,07 - 9 -

0,30 0,96 2,50 9,50 4,00 – 16,50 4,95 15,76 25 0,47 7,35 - 9 -

0,20 0,98 2,00 8,50 5,00 – 15,99 3,20 15,67 25 0,47 7,31 - 8,5 -

0,10 1,00 1,50 8,00 5,00 0,50 15,48 1,55 15,40 20 0,36 5,61 3,5 8,5 14,875

0,00 1,00 1,00 7,00 5,00 0,50 13,94 0,00 13,94 20 0,36 5,07 3,5 8 14

-1 -0,10 1,00 0,80 6,00 5,00 0,50 12,70 -1,27 12,64 20 0,36 4,60 3,5 8,5 14,875

-2 -0,20 0,98 0,50 4,50 5,00 – 10,33 -2,07 10,12 25 0,47 4,72 - 8,5 -

-3 -0,30 0,96 0,50 3,00 3,50 – 7,23 -2,17 6,90 25 0,47 3,22 - 9 -

-4 -0,40 0,92 1,00 1,50 2,00 – 4,62 -1,85 4,25 25 0,47 1,98 - 9 -

-5 -0,46 0,86 0,50 0,80 1,00 – 2,36 -1,09 2,03 25 0,47 0,95 - 6 -

47,05 64,77 375,85

 

Визначаємо коефіцієнт стійкості за залежністю:

 

де   - щільність грунту при природній вологості,  ;

b – ширина відсіку, b=4,25 м;

  - приведена висота відсіку, м;

  - кут нахилу відсіку до горизонту;

  - кут внутрішнього тертя грунту по кривій ковзання;

с – питоме зчеплення, кПа;

l – довжина по кривій ковзання в межах кривої депресії, м;

  - площа заштрихованої фігури,  =450 м2;

  - густина води,  =1 т/м3;

іср – похил кривої депресії в межах кривої ковзання, іср=0,26;

r – радіус гідродинамічної сили, r=37 м;

R – радіус кривої ковзання, R=42,5 м.

 

Одержане значення коефіцієнта стійкості Кs=1,16 більше, ніж допустиме для споруд IІІ класу (Ks=1,15), тому не потрібно вживати заходів для зміни стійкості укосу.

 

 

Для скидання повеневих витрат з водосховища в складі гідровузла, як правило, влаштовується водоскидна споруда. Для низьконапірних гідровузлів, які широко розповсюджені в водогосподарському будівництві влаштовуються баштові водоскиди автоматичної дії.

Гідравлічний розрахунок баштового водоскиду включає визначення:

1) довжини водозливного фронту;

2) поперечних розмірів горизонтальної водопровідної труби або труб;

3) розміри відвідного каналу;

4) розміри рисберми. 

 

Пропускна спроможність башти визначається за залежністю:

 

де Q - розрахункова витрата,

m - коефіцієнт витрати (m =0,40);

L - довжина водозливного фронту, м;

Нф - висота шару