Исходные данные

1. Высота волны 1% обеспеченности в системе волн при НПУ в водохранилище для основного сочетания нагрузок и воздействий h_1% = 0.87 м

2. Средняя длина волны при НПУ в водохранилище для основного сочетания нагрузок и воздействий λ_m = 9.65 м.

3. Коэффициент заложения верхового откоса m = 3.0.

4. Плотность камня ρ_st = 2520 кг/м³.

5. Плотность воды ρ_w = 1000 кг/м³.

6. Коэффициент k_fr = 0.025.

7. Вид грунта тела плотины – суглинок.

Расчет

1. Определяется масса камня m_st, кг, соответствующая состоянию его предельного равновесия от действия волн

м.

2. Находится диаметр камня приведенного к шару d_s,85, м

м.

3. Принимается толщина каменного крепления t_st, м

t_st = 3 · d_s,85 = 3 · 0.261 = 0.783 м.

Окончательно принимается толщина каменного крепления, округляя полученное значение в большую сторону с точностью до 0.1 м.

t_st = 0.80 м.

4. Под каменной наброской проектируется двухслойный обратный фильтр:

– нижний слой толщиной 0.2 м – смесь крупного песка с гравием;

– верхний слой толщиной 0.2 м – смесь гравия со щебнем.

Бетонное и железобетонное крепление верхового откоса. Такое крепление выполняется в виде монолитных плит, бетонируемых на месте, или сборных плит.

Монолитные плиты толщиной от 15 до 50 см имеют размеры от 5 5 до 20 20 м. Швы между ними могут быть открытые и закрытые. С целью предотвращения выноса грунта тела плотины при волновых воздействиях в зоне открытых швов между плитами предусматривается двухслойный или трехслойный обратный фильтр (рис. 2.11). Для обеспечения водонепроницаемости закрытых швов их уплотняют асфальтобетоном или фасонной резиной.

Сборные плиты выполняют толщиной от 8 до 20 см и размерами от 1.5 1.5 до 5 5 м. их укладывают на сплошном обратном фильтре с шарнирным соединением между ними.

Обратный фильтр под железобетонным креплением, котрый может быть двухслойным или однослойным, проектируется так же, как и под каменным креплением в зависимости от грунта тела плотины.

Рис. 2.11. Железобетонное крепление верхового откоса плотины

Толщина бетонных и железобетонных плит t_b предварительно может быть принята равной

, (2.11)

где h_1% – высота волны 1% обеспеченности в системе волн, значение которой должно определяться при расчетной скорости ветра; B – длина ребра плиты или карты в направлении перпендикулярном урезу аоды; – средняя длина волны; ρ_b – плотность материала плиты; ρ_w – плотность воды; m – коэффициент заложения верхового откоса; η – коэффициент запаса, принимаемый равным η = 1 для монолитных плит и η = 1.1 для сборных плит.

В дальнейшем выполняются поверочные расчеты по определению устойчивости плит на откосе, а также по определению требуемого армирования. При этом учитываются нагрузки и воздействия на плиту, которые следует принимать согласно СНиП 2.06.04-82* [11]. В курсовом проекте следует ограничиться определением толщины бетонных плит.

Ниже приведен пример проектирования и расчета крепления верхового откоса плотины бетонными и железобетонными плитами.

Пример 2.4. Расчет крепления верхового откоса плотины бетонными плитами.