Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент заложения откоса супеси

Выбор и обоснование типа плотины

Тип земляной плотины выбирается в зависимости от наличия и качества местных грунтов, способов производства работ и залегания водоупора в месте устройства плотины. Как правило, в плотину укладывают грунт, вынутый при устройстве водосбросного канала.

В лесном и сельском хозяйстве наибольшее распространение получили плотины из однородных грунтов (рис. 3, а), илис противофильтрационными устройствами (рис. 3, б, в, 4, а,б, в).

Для однородной плотинынаиболее приемлемым грунтом считается средний и тяжелый суглинок. Чистая глина при насыщенииводой набухает

и оплывает,а при высыханиидает трещины, что приводит кразрушению

тела плотны.Песчаные же грунты обладают высокой фильтрационной способностью. Проектируется однородная плотина на маловодопроницаемы грунтах толщиной не

Фильтрующая вода является не только потерей прудовой воды но она также выносит с собой мелкие частицы грунта и основания, ослабляя его и вызывая оседание низа плотины, и образования в ней трещин, что в конечном итоге ведет к разрушению плотины.

В теле плотины противофильтрационные устройства устраивают в виде ядра или экрана. Под плотиной через водопроницаемое ее основание задерживают фильтрацию воды такие противофильтрационные устройства как замок, зуб со шпунтовым рядом, понур (см. рис. 3, 4).

Ядро— противофильтрационное устройство в виде насыпи внутри тела плотины из маловодопроницаемых фунтов (глина, тяжелый суглинок, см. рис. 3,6). Ядро проектируют дляуменьшения фильтрации воды через тело плотины в том случае, еслиплотина возводится из водопроницаемых грунтов (песчаных, супесчаных, гравелистых).

Ядро в форме трапеции располагается внутри плотины по всей ее длине. Верх ядра делается на уровне ГВВ шириной 1,5-2,5 м. Крутизна откосов принимается такой, чтобы на каждый метр высоты делалось утолщение ядра на 0,1 м. Например, при высоте плотины 6,0 м заложение откоса следует принять 0,6 м.

Экран— противофильфационное устройство, устраиваемое под верховым откосом из хорошо утрамбованной глины в том случае, если грунт плотины способен размываться (см. рис. 3,в). Со стороны пруда экран покрывается слоем 0,7-1,0 гравия или песка. Ширина экрана вверху 0,8 м, внизу — не менее 2 м. Гребень экрана располагается на уровне ГВВ или на 1,0-1,2 м ниже гребня плотины.

Выбор противофильтрационного устройства под плотиной зависит от водопроницаемости грунтов балки в месте плотины и глубины залегания водоупорного горизонта.

Замок— противофильтрационное устройство, устраиваемое под плотиной для уменьшения фильтрации воды, если плотина устраивается на водопроницаемых грунтах, а водоупорный пласт начинается на глубине 3 м (см. рис. 4, а).

Замок представляет собой траншею трапецеидальной формы, которая прокладывается под всей плотиной и врезается в водоупорный слой на 0,5-0,6 м. Ширина по дну (Ь) у траншеи принимается 1 м, коэффициенты откосов (т) — 0,5; 0,75; 1,00. Ширина по верху у траншеи рассчитывается по формуле

В=Ь+2тТ. (П)

Траншея (замок) заполняется глинистыми или суглинистыми грунтами. Замок располагается подядром, экраном или отначала гребня плотины.

Зуб со шпунтовым рядом — этопротивофильтрационное устройство под плотинойпроектируется, если плотина возводится на водопроницаемых грунтах мощностью от 3 до 6 м (см. рис. 4, б).

Выполняется зуб (траншея, выполненная аналогично замку) глубиной 1,5- 2,0 м и в егодно забивается шпунтовый ряд из толстых бревен, брусьев

или досок. Шпунт нижней частью врезается в водоупор на 1 м, верхняя его часть входит в зуб на 0,5 м.

Понурустраивается для усиления действия зуба и шпунта, если водоупорный пласт находится на глубине более 6 м. Понур представляет собой слой мятой глины, который укладывается на дно пруда вдоль подошвы верхнего откоса. Толщину понура принимают около 0,1 h (h-наибольшая глубина воды перед плотиной, м) и располагают его в сторону пруда на расстоянии равном 5-8h.

Дренажчаще проектируется в однородных плотинах для предотвращения выноса частиц грунта с фильтрующейся водой. Дренаж устраивают со стороны сухого откоса путем насыпки слоями толщиной 15-20 см мелкого, затем крупного песка, далее укладывают слой щебня или гравия, затем мелких и средних камней. По периферии дренажа укладывают дренажные трубки.Ширина дренажного устройства принимается не менее 1 м. а высота не менее 1/4-1/5 высоты плотины.

Примеры выбора типа плотины в зависимости от строительного грунта и грунтов балки приведены в табл. 3.

В курсовой работе необходимо выбрать тип плотины в соответствии с заданием и обосновать его. Например, плотина возводится на водопроницаемом грунте глубиной 2.5 м. следовательно необходимо предусмотреть противофильтрационное устройство под плотиной. Поскольку водоупор расположен на глубине более 2 м для предотвращения фильтрации проектируем зуб глубиной__ м и шпунтовый ряд высотой _ м. Или: для насыпи плотины в качестве строительного грунта будет использоваться средний суглинок с ближайшего карьера, поэтому целесообразно выбрать однородную плотин и т.д.

Читать еще:  Дверные откосы инструкция по монтажу

2.2. Выбор и расчет параметров плотним

Для того, чтобы правильно запроектироватьплотину необходимо рассчитать ее основные параметры. К ним относятся высота плотины,ширина гребня, коэффициентыоткосов, ширина основания плотины (см. рис. 3, а).

Высота плотины рассчитывается с учетом глубины пруда в самом

глубоком месте у плотины (hгвв), добавляется запас на осадку и запас на

Hпл = hгвв + hволн + hос

Hпл – высота плотин, м

hгвв — глубина пруда у плотины на ГВВ, м;

hволн — запас на волнобой, м;

hос— запас на осадку плотины (5-10 % от hnm)-

Рекомендуемые типы низконапорных земляных плотин и противофильтрационных устройств

Глубина прудаопределяется по топографической характеристике пруда (См. рис. 2) от дна пруда уплотины до горизонта высоких вод (ГВВ).

Гребеньплотины должен быть выше ГВВ настолько, чтобы волны, поднятыеветром, не набегали на него. Запас на волнобой рассчитывается по формуле Е.А.Замарина или подбирается по табл. 4.

h волн 0,7 + 0,1 Z= 0,7 + 0,1 * 0,355 = 0,74м, (13)

Где Z – длина по оси пруда, км.

Длина по оси пруда определяется на плане балки с горизонталями от оси плотины до горизонтали уровня ГВВ

Нпл = 5,4 + 0,74 + 0,1 * 5.4 = 6,68

Запас высоты плотины на волнобой

Глубина воды у плотины при отметке ГВВ. мДлина зеркала пруда при отметке ГВВ по нормам к продольной оси, км
2-40,20,51,02,03,04,05,0
до 60.750,80,850,951,051,151,25
6-80,850,90,951,021,151,251,35

Ширина плотины по гребню принимается в зависимости от высоты плотины и от того, проезжая ли будет плотина (табл. 5, 6).

Ширина гребня плотины

Высота плотины, мШирина гребня, м
до 63-4
6-104-5
10 и более5-7

Таблица 6

Ширина гребня плотины для разных категорийдорог

Категории дорог общей сетиСельскохозяйственные дороги
Ширина гребня плотиныIIIIIIVV1 группаII группа
27,58,08.0-6,5

Гребень плотины делается выпуклым с уклоном 0,03-0,05 в обе

стороныдля стока дождевой и талой воды. Дорожное полотно покрывается асфальтом, мостовой, гравием; вдоль по краям ставят ограждение.

Коэффициенты откосов (14)

Крутизна откосов плотины характеризуется коэффициентом откоса. Коэффициент откоса — это отношение заложения откоса к высоте плотины

Коэффициенты откосов зависят от вида грунта и высоты плотины. Мокрый или верховой откос делают более пологим, так как он испытывает давление воды и разрушающее действие волнобоя (табл. 7).

Коэффициенты заложения откосов низконапорных земляных плотин

Ширина основания плотины

Ширинаоснования плотины рассчитывается на основании формулы (11)используявыбранные параметры плотины.

А = а + Hпл(mв+mп), (11а)

Где А — ширина основания плотины, м;

а — ширина гребня плотины, м:

mв — коэффициент верхового (мокрого) откоса;

mп — коэффициент низового (сухого) откоса;

Hпл — высотаплотины, м.

В курсовойработе необходимо выполнить расчеты, приведенные выше выбравнеобходимые параметры плотины.

3. Типы земляных плотин

Поперечное сечение земляной плотины представляет собою обычно трапецию (рис. 3.1.), или близкую к ней фигуру с ломаным очертанием боковых сторон, называемые откосами — верховой со стороны водохранилища и низовой откос за гребнем плотины. Откосы могут нести горизонтальные площадки — бермы необходимые для производства крепления верхового откоса камнем или бетоном от волнового воздействия и упора крепления на откосе.

Рис.3.1. Основные типы земляных плотин [2]

В зависимости от применяемых для тела плотины материалов и их размещения в сооружении, а также способов обеспечения водонепроницаемости земляные плотины делятся на следующие основные типы:

I а — плотины из одного материала, например, из песка, супеси, суглинка;

II — плотины из нескольких разных грунтов: из суглинка и супеси, или из глины, супеси и песка и т.п., располагаемых в известном порядке; тип II, а — с водонепроницаемым грунтом на верховом откосе и II б — c водонепроницаемым грунтом в центральной части. Тип II применяется я тех случаях, когда в распоряжении строителей не имеется одного вполне удовлетворительного материала в достаточном количестве;

III — плотины с водонепроницаемым покрытием — экраном; тип III а — с пластичным экраном из слоя глины, суглинка или торфа; тип III б — с жестким экраном — из бетона и железобетона, дерева, металла; применяются в тех случаях, когда основной материал плотины сильно водопроницаемый;

IV — плотины с водонепроницаемой внутренней преградой; тип IVа — с ядром, выполняемым из пластичного материала (глины, жирный суглинок); тип IVб — с жесткой диафрагмой, выполняемой из бетона, металла, дерева и т.п.; этот тип применяется в тех же условиях наличия сильно фильтрующего грунта;

V — тип — плотины каменно-земляные — из земли и камня, в которых преобладает земля, и лишь меньшая, низовая часть выполнена из камня.

Эта классификация предполагает надежное водонепроницаемое основание. Но земляные плотины можно строить практически почти на любых основаниях, кроме сильно разжиженных илистых грунтов или глубоких торфяниках, или пород, характеризующихся крайней неравномерностью механических свойств. Это обстоятельство является одним из крупнейших преимуществ земляных плотин.

Однако в случае водопроницаемого основания, простирающегося на ту или иную глубину до водоупора, необходимо надежное сопряжение водонепроницаемых частей плотины с водонепроницаемыми слоями основания, или во всяком случае принятия мер по защите от вредных явлений фильтрации в основании. В соответствии с этим описанные выше типы плотин получают дополнительные отличия.

При наличии скального основания водонепроницаемая часть плотины (экран, диафрагма) должна быть соединена со скалой зубом или бетонной шпонкой (рис. 3.2 а — б). При наличии сильной трещиноватости в скале под зубом или диафрагмой устраивается цементационная или битумная завеса.

При наличии нескального основания, если водонепроницаемый грунт (глина, скала и т.п.) расположен на приемлемой глубине, плотину сопрягают с водоупорном зубом (глиняным, бетонным) или шпунтовой стенкой, идущей соответственно от экрана, ядра или диафрагмы плотины (рис. 3.2 в, г, д, е). При глубоком залегании водонепроницаемого пласта или его отсутствии устраивают понур, являющийся продолжением экрана или другой водонепроницаемой части плотины (рис. 3.2 ж) и удлиняющий пути фильтрации в основании. Вместо понура при устройстве в теле плотины ядра или диафрагмы под последним опускается «висячий» зуб или шпунтовая стенка (рис. 3.2 з). В настоящее время как противофильтрационное мероприятие через основание плотины используют технологию «Стена в грунте».

Заложение откосов плотины зависит от её материала и определяется расчетом устойчивости и может быть от 1: 3 до 1: 5.

Рис.3.2. Типы сопряжений плотин с основанием [2].

С 1970 г. г. получили распространение при строительстве ограждающих дамб с ограниченным волновым воздействием и высотой (водоемы — охладители тепловых и атомных электростанций, так называемые пляжные динамически волноустойчивые верховые откосы из песчаных и песчано -гравийных грунтов с заложением откоса 1: 20 — 1: 30 при намыве дамб способом гидромеханизации. Несмотря на значительное увеличение объема дамбы, это решение часто бывает более экономичным, чем крепление откоса бетонными плитами или камнем.

Такие инженерные решения были использованы при строительстве ограждающих дамб прудов-охладителей Курской и Печорской АЭС. Это решение перенесено от природных пляжей на Рижском взморье (Паланга) и побережий Дании. Существуют относительные расчеты заложения пляжных откосов в зависимости от крупности песка и высоты волны. Эти дамбы с намывными пляжными откосами введены в нормативы проектирования [1].

По способу их постройки плотины делятся на: а) насыпные, возводимые путем сухой отсыпки грунта и последующего его уплотнения (укатки); б) плотины намывные, возводимые способом гидромеханизации; в) плотины полунамывные, когда грунт разрабатывается экскавацией и отсыпается в боковые призмы или бункер, из которого грунт размывается водяной струей и подается в тело плотины (плотина Мингечаурской ГЭС, Плявиньской ГЭС).

В плотинах намывных, выполняемых из неоднородного грунта, последний сортируется при намыве по крупности, при этом с помощью воды, крупность частиц грунта к откосам плотины постепенно увеличивается, создавая центральную часть из мелких частиц с меньшим коэффициентом фильтрации.

Классификация и строительные свойства грунтов

Строительная классификация грунтов

  • скальный грунт (сцементированный или кристаллизационный);
  • нескальный грунт (несцементированный).

К первой группе относятся магматические, метаморфические, осадочные, искусственныегрунты. Для них характерны водоустойчивость, прочность при сжатии. Породы нескальных грунтов отличаются раздробленностью и дисперсностью. Соответственно, скальные грунты — трудноподдающиеся дроблению, а нескальные с легкостью можно обрабатывать. В зависимости от содержания частиц песка, пыли, глины и др. несцементированный грунт может называться следующим образом: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (см. табл. 1).

Примечание. Прочерк означает, что параметр не нормируется.

Строительные свойства грунтов

Особенности грунтов обусловлены составом, взаимоотношением и взаимодействием составляющих породы. Характеризовать грунты можно по физико-механическим признакам, магнитным, электрическим, водным и др. Нас интересуют строительные свойства грунтов, а это в большей степени физико-механические особенности: полагаясь на них, специалисты производят все расчеты при строительно-монтажных работах, выбирают технологию разработки почвы. Эти характеристики грунта определяют физическое состояние почвы и состояния, которые возникают в результате каких-либо воздействий на грунт. Итак, строительные свойства грунтов:

  • плотность;
  • влажность;
  • сцепление;
  • разрыхляемость;
  • угол естественного откоса;
  • удельное сопротивление резанию;
  • водоудерживающая способность.

Плотность — масса единицы объема грунта, выражается в кг/м 3 или т/м 3 . Плотность несцементированных пород может достигать 2,1 т/м 3 , скальных — 3,1 т/м 3 .

Влажность характеризуется отношением массы воды в почве к массе сухой почвы. Если процент влажности не превышает 5%, такой грунт называют сухим, от 5 до 15% — маловлажным, от 15 до 30% -влажным, выше 30% — мокрым. Чем выше влажность грунта, тем труднее его разрабатывать. Исключение — глина, т.к. ее обрабатывать в сухом виде наоборот сложнее, но при большой влажности этот процесс затрудняется из-за липкости.

Еще одно важное свойство грунтов — сцепление. Оно характеризует структурные связи и то, как грунт сопротивляется сдвигу. Сила сцепления песчаных пород составляет 0,03-0,05 МПа, глинистых — 0,05-0,3 МПа. Для мерзлых почв характерно значительно большее сцепление.

Когда разрабатывают породу, она увеличивается в объеме, это строительное свойство грунта называется разрыхляемостью. Различают первоначальную разрыхляемость К p и остаточную К ор (показывает, насколько грунт уменьшается в объеме после уплотнения). Показатели разрыхления приведены в таблице 2. Следует помнить, что естественное уплотнение протекает неравномерно, из-за чего могут появиться просадки. Чтобы избежать таких изъянов, грунт нужно утрамбовывать спецмашинами.

Согласно требованиям техники безопасности рыть котлованы и траншеи в большинстве случаев нужно с откосами и креплениями. Угол внутреннего трения, сила сцепления и давление почв, которые лежат сверху, влияют на величину углаестественного откоса. Если сила сцепления отсутствует, предельный угол совпадает с углом трения. Крутизна откоса обусловлена углом естественного откоса а (при условии, что грунт находится в предельном равновесии) (рис.1).

H/A=l/т, где т — коэффициент заложения.

Рис.1. Крутизна откоса

В табл. 3 можно ознакомиться с величинами крутизны откосов для временных земляных сооружений. Когда глубина выемки достигает 5 и более метров, крутизну откосов устанавливают проектом.

Классификация грунтов по удельному сопротивлению резаниюпредставлена в ЕНиР 2-1-1. Она основывается на свойствах грунтов и особенностях землеройной и землеройно-транспортной техники, которая участвует в разработке почвы. Выделяют 6 групп для экскаваторов с одним ковшом, 2 группы — для многоковшовых экскаваторов и скреперов, 3 группы — для грейдеров и бульдозеров, 7 групп — для разработки почвы без применения техники. Грунты первых четырех групп с легкостью обрабатываются как вручную, так и благодаря машинам, а грунты из последующих групп необходимо предварительно рыхлить иногда даже с применением взрывного способа.

Немаловажное свойство грунта, которое влияет на процесс обработки почвы, — этоводоудерживающая способность (способность грунта удерживать в своем составе воду). Для глины характерна высокая сопротивляемость прониканию воды (недренирующий грунт), для песка — низкая (дренирующий грунт). Водоудерживающаяспособность характеризуется коэффициентом фильтрации К, это значение может колебаться от 1 до 150 м/сут .

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Заложения откосов канала

Коэффициент шероховатости n и коэффициент заложения m откосов канала назначаются по нормативно-технической и справочной литературе в зависимости от характеристики канала и рода грунта.

Значения коэффициента шероховатости для каналов в земляном русле n=0,0225 принимаются по таблице 1.1/2/.

Значения коэффициента заложения откосов для каналов в земляном русле m=2назначаются по таблице 1.2/2/.

1.2.2 Определение расчётной скорости потока в магистральном

Канале

Средняя расчётная скорость в живом сечении назначается из условий незаиляемости и неразмываемости магистрального канала

,

где — допускаемая незаиляющая скорость, при которой поток

способен транспортировать наносы без их осаждения;

— допускаемая неразмывающая скорость, при которой поток не

может вызвать недопустимого для нормальной эксплуатации размыва

— расчётная скорость, при которой русло не заиляется и не

размывается и обеспечивается высокая надёжность работы канала.

В таблицах 1.3, 1.4 /2/, взятых из СНиПа /1/, приведены значения допускаемой неразмывающей скорости потока для несвязных и связных грунтов в зависимости от глубины воды в канале .

Незаиляющая скорость определяется по формуле С.А. Гиршкана /2/

,

где А — эмпирический коэффициент, зависящий от гидравлической круп-

ности наносов , принимается равным: = 0,33 при

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 19 ; Нарушение авторских прав

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector