Значения параметров волны прорыва, приводящие к разрушению объектов
|
Наименование объекта |
Степень разрушения |
|||||
|
сильная |
средняя |
слабая |
||||
|
V, м/с |
h, м |
V, м/с |
h, м |
V, м/с |
h, м |
|
|
Здания и сооружения |
||||||
|
Сборные деревянные жилые дома |
3.0 |
2,0 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
|
Деревянные дома (1…2 этажа) |
3,5 |
2.0 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
|
Промышленные здания с лёгким металлическим каркасом и здания бескаркасной постройки |
5,0 |
2,5 |
3,5 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
|
Кирпичные дома средней этажности (4 этажа) |
6,0 |
3,0 |
4,0 |
2,5 |
2,5 |
1,5 |
|
Промышленные здания с тяжёлым металлическим или железобетонным каркасом (стены из керамзитовых панелей) |
7,5 |
4,0 |
6,0 |
3,0 |
3,0 |
1,5 |
Продолжение таблицы 4
|
Наименование объекта |
Степень разрушения |
|||||
|
сильная |
средняя |
слабая |
||||
|
V, м/с |
h, м |
V, м/с |
h, м |
V, м/с |
h, м |
|
|
Бетонные и железобетонные здания, здания антисейсмической конструкции |
12,0 |
4,0 |
9,0 |
3,0 |
4,0 |
1,5 |
|
Стенки, набережные и пирсы набережные и пирсы на деревянных сваях |
4,0 |
6,0 |
2,0 |
4,0 |
1,0 |
1,0 |
|
Оборудование промышленных предприятий |
||||||
|
Станочное оборудование |
3.0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
1,0 |
|
Оборудование химических и электротехнических цехов и лабораторий |
4.0 |
1,5 |
3,0 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
|
Трансформаторно-понизительные подстанции |
5,0 |
2,0 |
4,0 |
2,0 |
2.0 |
1,0 |
|
Портальные краны грузоподъёмностью 16 т |
8,0 |
6,0 |
6,0 |
3,0 |
2,0 |
2,0 |
|
Мосты, дороги и транспортные средства |
||||||
|
Деревянные мосты (поток выше проезжей части) |
1,0 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
0,0 |
0,5 |
|
Железобетонные мосты |
2,0 |
3,0 |
1,0 |
2,0 |
0,0 |
0,5 |
|
Металлические мосты и путепроводы с пролётом (30…100 м) |
2,0 |
3,0 |
1,0 |
2,0 |
0,0 |
0,5 |
|
Железнодорожные пути |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
0,5 |
|
Дороги с гравийным (щебёночным) покрытием |
2,5 |
2,0 |
1,0 |
1,5 |
0,5 |
0,5 |
|
Шоссейные дороги с асфальтовым и бетонным покрытием |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
|
Автомобили |
2,0 |
2,0 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
|
Подвижной состав |
3,5 |
3,0 |
3,0 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
|
Плавучие средства |
||||||
|
Речные суда, катера с осадкой менее 2 м |
5,0 |
2,0 |
4.0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
|
Вспомогательные суда (плавучие краны, землечерпательные снаряды) |
7,0 |
2,0 |
4,0 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
Пример: В результате непроизвольного подъёма заслонки шлюза на гидроузле образовался проран с относительным размером В = 0,5. На расстоянии L = 30 км вниз по течению реки расположен город. Высота уровня воды перед плотиной Н0 = 40 м, высота месторасположения города h = 3 м, гидравлический уклон реки i = 1 ∙ 10-3, глубина реки в нижнем бьефе h0 = 4 м.
Оценить степень разрушений зданий в городе, железнодорожного (металлического) и автомобильного (железобетонного) мостов.
Решение:
1. Находим высоту гребня и скорость волны прорыва по формулам (1) и (2) используя данные табл. 1.
h = 124 / (69 + 30)0,5 = 11 м;
v = 32 / (44 +30)0,5 = 3,7 м/с.
2. Определим время прихода гребня волны прорыва τгр и фронта τф волны прорыва, интерполируя приведённые в табл. 2 данные для L = 30 км.
τгр = 1,5 ч; τф = 5,5 ч.
3. Продолжительность затопления территории определим по формуле (3) предварительно определив по табл. 3 значение β. Для i ∙ L / H0 = = 1 ∙ 10-3 ∙ 30 000 / 40 = 0,75 и H0 / h = 10 значение β = 9,5.
τзат = 9,5 ∙ (5,5 – 1,5) ∙ [1 – (3,0 / 11)] = 28 ч.
4. Оценим степень разрушений в городе (табл. 4). При скорости движения волны прорыва v = 3,7 м и глубине затопления hзат = hгр - hм = = 11 – 3 = 8 м в городе будут разрушены деревянные дома, сильно разрушены кирпичные малоэтажные здания, получат средние разрушения кирпичные дома средней этажности. Существует возможность сильного разрушения железобетонного и металлических мостов, дорог с гравийным покрытием. Шоссейные дороги с асфальтовым и бетонным покрытием получат средние разрушения.
Задание
1. Зарисовать продольный разрез волны прорыва
2. Оценить степень разрушений зданий и производственных объектов в городе. Расчёт провести по вариантам задания.
Задание
1. Начертить продольный разрез волны прорыва.
2. Определить степень разрушения зданий и производственных объектов в городе. Расчёт провести по вариантам задания.
Варианты задания
|
№ п/п |
Относительный размер прорана, В |
Расстояние L, км |
Высота уровня воды перед плотиной H0, м |
Высота месторасположения города hм, м |
Гидравлический уклон реки, i |
Глубина реки в нижнем бьефе h0, м |
|
1 |
1 |
5 |
20 |
0,5 |
1 ∙ 10-4 |
1,0 |
|
2 |
0,5 |
10 |
40 |
1,0 |
1 ∙ 10-3 |
2,0 |
|
3 |
0,25 |
20 |
80 |
1,5 |
1 ∙ 10-4 |
3,0 |
|
4 |
1 |
40 |
20 |
2,0 |
1 ∙ 10-3 |
4,0 |
|
5 |
0,5 |
80 |
40 |
2,5 |
1 ∙ 10-4 |
5,0 |
|
6 |
0,25 |
5 |
80 |
3,0 |
1 ∙ 10-3 |
6,0 |
|
7 |
1 |
10 |
20 |
3,5 |
1 ∙ 10-4 |
1,0 |
|
8 |
0,5 |
20 |
40 |
4,0 |
1 ∙ 10-3 |
2,0 |
|
9 |
0,25 |
40 |
80 |
0,5 |
1 ∙ 10-4 |
3,0 |
|
10 |
1 |
80 |
20 |
1,0 |
1 ∙ 10-3 |
4,0 |
|
11 |
0,5 |
5 |
40 |
1,5 |
1 ∙ 10-4 |
5,0 |
|
12 |
0,25 |
10 |
80 |
2,0 |
1 ∙ 10-3 |
6,0 |
|
13 |
1 |
20 |
20 |
2,5 |
1 ∙ 10-4 |
1,0 |
|
14 |
0,5 |
40 |
40 |
3,0 |
1 ∙ 10-3 |
2,0 |
|
15 |
0,25 |
80 |
80 |
3,5 |
1 ∙ 10-4 |
3,0 |
|
16 |
1 |
5 |
20 |
4,0 |
1 ∙ 10-3 |
4,0 |
|
17 |
0,5 |
10 |
40 |
0,5 |
1 ∙ 10-4 |
5,0 |
|
18 |
0,25 |
20 |
80 |
1,0 |
1 ∙ 10-3 |
6,0 |
Продолжение таблицы
|
№ п/п |
Относительный размер прорана, В |
Расстояние L, км |
Высота уровня воды перед плотиной H0, м |
Высота месторасположения города hм, м |
Гидравлический уклон реки, i |
Глубина реки в нижнем бьефе h0, м |
|
19 |
1 |
40 |
20 |
0,5 |
1 ∙ 10-4 |
1,0 |
|
20 |
0,5 |
80 |
40 |
1,0 |
1 ∙ 10-3 |
2,0 |
|
21 |
0,25 |
5 |
80 |
1,5 |
1 ∙ 10-4 |
3,0 |
|
22 |
1 |
10 |
20 |
2,0 |
1 ∙ 10-3 |
4,0 |
|
23 |
0,5 |
20 |
40 |
2,5 |
1 ∙ 10-4 |
5,0 |
|
24 |
0,25 |
40 |
80 |
3,0 |
1 ∙ 10-3 |
6,0 |
|
25 |
1 |
80 |
20 |
3,5 |
1 ∙ 10-4 |
1,0 |
|
26 |
0,5 |
5 |
40 |
4,0 |
1 ∙ 10-3 |
2,0 |
|
27 |
0,25 |
10 |
80 |
0,5 |
1 ∙ 10-4 |
3,0 |
|
28 |
1 |
20 |
20 |
1,0 |
1 ∙ 10-3 |
4,0 |
|
29 |
0,5 |
40 |
40 |
1,5 |
1 ∙ 10-4 |
5,0 |
|
30 |
0,25 |
80 |
80 |
2,0 |
1 ∙ 10-3 |
6,0 |
3. Подготовить ответы на вопросы
3.1 Определение гидродинамической аварии.
3.2 Причины возникновения аварии на ГТС?
3.3 Какие параметры волны прорыва зависят от размера прорана?
3.4 Что является следствием гидродинамической аварии?
3.5 Какие основные поражающие факторы катастрофического затопления?
3.6 Как образуется волна прорыва?
3.7 Как образуется зона затопления?
3.8 Разрушительное действие волны прорыва.
3.9 Характеристика фронта волны прорыва.
3.10 Характер местности после прохождения волны прорыва.