Гидротехнические сооружения

(Gi cos i Pi ) tg i

ci

bi

kу

cos i

m

kн .

У

Gi sin i

nc

а

bi

б

й

УН

и

Грунт 1

h

р

Грунт 1

Кривая

y1

y2

депрессии

т

и

y2

Грунт 2

о

Грунт 2

з

y3

y3

Грунт 3

о

y4

Грунт 3

y4

п

е

bi

Р

Рис. 2.11. Схема к определению веса отсека:

а – при отсутствии воды над отсеком; б – при наличии воды над отсеком

В общем случае

Gi

( j y j whi ) b ,

j

веса отсека этот грунт разделяется на два слоя.

У

Удельный вес грунта в естественном состоянии

Н

ес сух(1 W ) ,

Б

Т

где сух – удельный вес сухого грунта:

й

и

сух s (1 n) ,

р

s s g ;

где s – удельный вес частиц г унта:

n – пористость грунта;

т

W – влажность грунта в д лях единицы.

Плотность частиц песка s = 2,65–2,67 г/см3, супеси 2,68–

2,72 г/см3, суглинка 2,69–2,73ог/см3, глины 2,71–2,76 г/см3.

з

Удельный вес насыщенного водой грунта

о

инас

сух n w.

Суммарн е в здействие взвешивающих и фильтрационных сил

п

Рi = Pвзв + Рф + Рк,

P P

P

yн

bi

,

У

cos αi

i

взв

ф

w

j

н

где y j

– суммарная высота насыщенных слоев рассматриваемого

Т

отсека.

Н

Нахождение наиболее опасной поверхности скольжения мо-

жет быть выполнено методом В.В. Аристовского, согласно которому

центр наиболее опасной поверхности скольжения находится в преде-

лах многоугольника Оedba (см. рис. 2.9), которыйБстроится следую-

щим образом. Из середины откоса АВ (точка С) проводятся вертикаль

СD и линия СЕ под углом 85º к л н

откоса. Из точек А и В как из

й

центров очерчиваются две дуги ок ужности радиусом R0, которые

пересекаются в точке О. Значение

определяется как

адиуса

рR R

R

H

B

.

0

2

о

Величины RН

т

RВ

определяются по табл. 2.6 в зависимости от

высоты пл тины Нипл. Проведя из точки С дугу радиусом r =

ОС до

з

2

пересечения с линиями СD и СЕ, получают искомый многоуголь-

ник Оedba.

о

п

Таблица 2.6

е

Значения радиусов RH и RB

РЗначения радиусов RH и RB

Коэффициент заложения откоса, м

1

2

3

4

5

6

RH/Hпл

1,1

1,4

1,9

2,5

3,3

4,3

RB/Hпл

2,2

2,5

3,2

4,7

5,8

6,7

ким образом, проведя расчеты для 8–10 кривых скольжения, нахо-

Т

дят минимальное значение коэффициента запаса устойчивости.

При расчетах откосов из несвязных грунтов центр наиболееУопас-

ной кривой скольжения располагается обычно вблизи точки О.

Б

2.10. Расчеты устойчивости верховых откосов

по плоским и комбинированным поверхностямН

й

скольжения

Расчеты по плоским и комбин рованным поверхностям сколь-

жения проводят в следующих случаях:

р

1. Если в основании плотины меется прослойка из слабого грун-

ом

та небольшой мощности с низкимиип очностными характеристика-

ми, когда невозможно пр вести к углоцилиндрическую поверхность

т

бы на большей своей частью прохо-

скольжения таким образ м, ч

и

случае плоская поверхность сдвига,

дила в этой прослойке. В э

2.11. Каменно-набросные и каменно-земляные

плотины

Плотины, тело которых выполнено из крупнообломочного грун-

та (камня), а противофильтрационные элементы – из негрунтовых

материалов, называются каменно-набросными. Такие плотины, как

правило, возводятся на скальных основаниях. Тело их выполняется

из крупнообломочного материала методом его наброски с высоты

или укладки слоями 0,5–2,0 м с уплотнением механизмами.

По конструкции поперечного профиля каменно-набросныеУпло-

тины подразделяются на плотины с экраном из негрунтового мате-

риала (рис. 2.13, а), с диафрагмой (рис. 2.13, б), полунабросныеТ

(рис. 2.13, в) и с верховой бетонной стенкой (рис. 2.13, г). Послед-

ние два типа применяются редко. Их применение должно быть до-

Н

статочно обоснованно. В настоящее время практически не приме-

няются и плотины второго типа, так как приБих применении избе-

жать деформационных трещин в бетонной диафрагме очень сложно.

а

б

й

НПУ

3

иНПУ

3

1

р

4

2

УНБ

УНБ

о

в

т

г

3

НПУ

НПУ

3

и

5

з

УНБ

6

УНБ

о

п

Рис. 2.13. Типы каменно-набросных плотин:

а – с негрунтовым экраном; б – с диафрагмой; в – полунабросная;

г – с в рховой бетонной стенкой: 1 – негрунтовый экран; 2 – подэкрановая

е

– крупно-обломочный грунт; 4 – диафрагма; 5 – кладка; 6 – верховая

кладка; 3

Р

бетонная стенка

Коэффициенты заложения откосов каменно-набросных плотин

ориентировочно принимаются равными 1,2–1,3 для верхового и

1,3–1,4 – для низового откоса. Экраны бывают железобетонные, ас-

сыпки с противофильтрационными элементами из грунтовых материа-

Т

лов. На рис. 2.14 представлены возможные типы каменно-земляных

плотин. Для устройства противофильтрационных элементов применяУ-

Н

ются маловодопроницаемые, как правило глинистые, грунты.

а

б

Б

й

в

и

г

р

о

д

т

и

з

грунтовым

п

Рис. 2.14. Типы каменно-земляных плотин:

е

экраном; б – с наклонным ядром; в – с вертикальным ядром;

а

– с

Р

г – с в рховой грунтовой призмой; д – с центральной грунтовой призмой:

1

– грунтовый экран; 2 – защитная пригрузка; 3 – крупнообломочный грунт;

Коэффициент заложения верхового откоса для плотин с экраном

Т

и с верховой грунтовой призмой принимается как для земляных

плотин, в пределах mв = 2–4 в зависимости от высоты плотиныУ, и

затем проверяется соответствующими расчетами. Коэффициент за-

ложения низовых откосов для таких плотин составляет 1,3–2,0. Для

всех остальных типов плотин коэффициенты заложения верховых и

низовых плотин принимаются равными 1,5–2,0.

Н

й

Каменно-земляные плотины возводятся как на скальных, так и

на нескальных основаниях

Б

2.12. Намывные плотины

р

о

Намывными называются земляныеиплотины, для возведения ко-

торых доставка и укладка г унта в тело плотины осуществляются

т

средствами гидромеханизации в виде пульпы по специальным тру-

В зависимости отматериала

и способа намыва

намывные плотины

бопроводам или ло кам, называемым пульповодами. Для намыва

применяются грав йные, песчаные и глинистые грунты. Гравийные

з

грунты исполь уются для упорных призм, глинистые – для ядра.

это

подразделяются на однородные и неоднородные. Неоднородные

плотины –

пл тины с ядром или с мелкопесчаной центральной

валования на инвентарных опорах высотой до 1,5 м. Этот способ поз-

воляет выпускать пульпу сосредоточенно – из торца пульповода – или

рассредоточенно – из торцов трех-четырех конечных звеньев пульпоУ-

Н

вода, смещенных относительно друг друга на 1/3–1/4 поперечного се-

чения. Толщина слоянамыва при таком способеравна 1–1,2Тм.

Гидросмесь по карте намыва может распределяться по различ-

ным схемам намыва. Различают три схемы намыва – односторон-

нюю, двухстороннюю и мозаичную.

й

Брастеканием потока

Односторонний намыв со свободным

(рис. 2.16, а). Дамбы обвалования устра ваются только со стороны

низового откоса. На них по одному з трех способов намыва укла-

дывается распределительный пульповод. Выпускаемая гидросмесь

свободно растекается от

низового

оиткоса к верховому.

а а)

т

р

1

и

3

2

4

о2

п

1

б) з

б

2

е

4

Р