Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет устойчивости низового откоса плотин

Расчеты устойчивости откосов плотины

Общие положения. Плотины из грунтовых материалов, к числу которых относятся рассматриваемые земляные плотины, являются массивными сооружениями, на которые действуют следующие основные нагрузки:

1) собственный вес плотины;

2) гидростатическое давление воды;

3) фильтрационные воздействия;

4) сейсмические воздействия;

5) различные второстепенные нагрузки (волновое давление, давление льда, ветра, снега и др.).

Ввиду значительного веса плотин из грунтовых материалов их устойчивость против сдвига по основанию под действием горизонтальных нагрузок всегда обеспечена.

Неустойчивыми могут отказаться лишь откосы плотины сами по себе или совместно с недостаточно прочным основанием.

Поэтому оценивая устойчивость плотин из грунтовых материалов прежде всего определяется степень устойчивости их откосов.

Обычно при оценке устойчивости откосов плотин из грунтовых материалов рассматривается плоская задача. При этом наиболее широкое распространение получили методы, основанные на предположении, что обрушение откоса может произойти по заранее заданной поверхности. В качестве поверхности обрушения рассматривается окружность, ломанная, некоторые другие кривые (логарифмическая спираль, циклоида и др.). Чаще всего рассматриваются круглоцилиндрические поверхности обрушения, которые соответствуют поверхности обрушения в виде окружности. Было предложено большое число методов расчета устойчивости откосов земляных плотин. В курсовом проекте достаточно ограничиться методом, предложенным Терцаги.

Расчеты устойчивости откосов плотин из грунтовых материалов сводятся к отысканию коэффициентов запаса устойчивости ks. В случае круглоцилиндрической поверхности обрушения значение ks определяется как отношение момента сил, сопротивляющихся сдвигу, Муд к моменту сдвигающих сил Мсд

. (2.19)

Отличие предложенных различными авторами методов расчета устойчивости откосов плотин заключается только в методике определения величин Муд и Мсд.

При выполнении расчетов устойчивости откосов плотин рассматривается несколько возможных круглоцилиндрических поверхностей обрушения, для каждой из которых находится значение ks. Окончательно в расчет принимается минимальное из всех найденных значение коэффициентов запаса устойчивости откосов плотин.

В соответствии с нормами проектирования (СНиП 2.06.05-84* [10]) минимальные значения коэффициентов запаса устойчивости откосов плотин должны приниматься не менее чем допускаемые значения ksu, которые определяются по формуле

, (2.20)

где — коэффициент надежности по ответственности сооружения, значение которого принимается в зависимости от класса сооружения (для I класса 1.25, для II – 1.20, для III – 1.15, для IV – 1.10); — коэффициент сочетания нагрузок, значение которого принимается в зависимости от расчетного сочетания нагрузок и воздействий (для основного сочетания 1.0, для особого сочетания 0.9); — коэффициент условий работы, значения которого принимается в зависимости от метода расчета (для методов, удовлетворяющих всем условиям равновесия , для упрощенных методов ).

В курсовом проекте значение принимается в зависимости от класса плотины, значение принимается для основного для основного сочетания нагрузок и воздействий, т.е. , значение принимается для упрощенных методов расчета, т.е. .

Расчетные случаи при расчетах устойчивости откосов плотин. В соответствии с нормами проектирования (СНиП 2.06.05-84* [10]) при расчетах устойчивости откосов плотин необходимо рассматривать следующие расчетные случаи.

3.6 Расчет устойчивости низового откоса плотины

Расчет ведем по методу круглоцилиндрической поверхности графоаналитическим способом. (рисунок).

Приведенную высоту полосы определяем по формуле

Объемную массу грунта при естественной влажности вычисляем по формуле

Объемную массу взвешенного и насыщенного водой грунта определяем по формуле

Где n-относительная пористость грунта;

-коэффициент, зависящий от влажности грунта.

Длину дуги кривой скольжения вычисляем по формуле

Где R-радиус скольжения;

-центральный угол дуги.

Коэффициент запаса определяем по формуле

Площадь фильтрационного потока в зоне сползаемого массива

Средний градиент в этой зоне

Дальнейший расчет ведём в табличной форме. (Таблица 3)

Вычисленный коэффициент устойчивости низового откоса плотины вполне удовлетворяет нормальным условиям работы сооружения III класса, однако он не является минимальным.

гидротехнический плотина створ гидравлический

Делись добром 😉

  • Введение
  • 1. Краткое описание района створа гидроузла.
  • 1.1 Топографическая характеристика. Климатическая характеристика. Геологические условия
  • 2. Обоснование выбора створа плотины, компоновка узла сооружений
  • 2.1 Выбор и обоснование створа гидротехнического сооружения
  • 2.2 Компоновка узла сооружений
  • 3. Грунтовая плотина
  • 3.1 Определение класса капитальности плотины. Расчетные горизонты вод
  • 3.2 Определение отметки гребня плотины
  • 3.3 Определение геометрических параметров плотины. Крепление откосов плотины
  • 3.4 Фильтрационный расчет тела плотины.
  • 3.5 Расчет противофильтрационного устройства
  • 3.6 Расчет устойчивости низового откоса плотины
  • 4. Трубчатый водоспуск
  • 4.1 Гидравлический расчет трубчатого водоспуска
  • 5.2 Гидравлический расчет открытого водосбросного сооружения
  • 5.3 Гидравлический расчет закрытого водосбросного сооружения

Похожие главы из других работ:

5.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг

Для оснований сложенных глинистыми грунтами расчет по схеме плоского сдвига можно выполнять при выполнении условия: ?max — максимальное нормальное напряжение в основании плотины; b — ширина плотины по основанию; ?вз — удельный вес грунта.

Читать еще:  Как посчитать откос формула
1.3 Расчёт угла откоса плоского профиля

Условную высоту откоса определяем по формуле: м(1.3.1) где — глубина карьера, м; По полученному значению выбираем угол откоса борта.

1.4 Расчёт угла откоса борта вогнутого профиля

Высоту откоса ниже щели отрыва определяем по формуле: м(1.4.1) Высоту откоса делим на несколько промежуточных глубин (в нашем случае 6) , .Промежуточную глубина выбираем кратной высоте уступа ( в нашем случае 20 м).

1.5 Расчёт углов откоса выпуклого профиля

Для определения угла откоса выпуклого профиля от дна карьера откладываем . Оставшуюся часть борта карьера разделяем на несколько промежуточных горизонтов. Промежуточные горизонты для построения будут иметь значенияа отметки и так далее.

1.6 Расчёт угла откоса борта с учётом его конструкции

Угол откоса борта карьера с учетом его конструкции определяем для двух условий: · на нерабочем борту имеются предохранительные и транспортные бермы (конструктивный угол); · на нерабочем борту карьера располагаются только предохранительные.

2.7 Расчет устойчивости водобойной плиты

Водобойная плита предназначена для крепления русла в зоне гидравлического прыжка. Ее выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Плита водобоя под действующими на нее силами может всплыть.

4.3 Расчет устойчивости плотины на сдвиг с учетом анкерного понура

Влияние анкерного понура на устойчивость сооружения заключается в создании дополнительной силы, удерживающей сооружения.

Раздел 6. Расчёт устойчивости откосов

Статические расчёты плотины включают проверку устойчивости верхового и низового откосов, а также экрана и его защитного слоя. В данной работе используем метод круглоцилиндрических поверхностей сдвига.

2.4 Расчет устойчивости откосов

Расчет был произведен с помощью программа UST. 1. Основные характеристики программы UST Программа UST предназначена для нахождения коэффициента запаса откосов по КЦПС.

3. Проверка устойчивости запроектированной подпорной стенки и разработка рекомендаций по обеспечению ее устойчивости или снижение коэффициента устойчивости стенки
4. Проверка устойчивости проектного откоса

В практике проектирования наиболее часто используют при расчете устойчивости откосов метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. Требуемый коэффициент запаса устойчивости откоса принимается для сооружений II класса.

4.1 Проверка устойчивости откоса методом круглоцилиндрической поверхности скольжения

Коэффициент устойчивости массива грунта в откосе вычисляется как отношение момента сил, удерживающих массив, к моменту сил, сдвигающих его. Проверка устойчивости откоса сводится к простейшему построению и расчетам.

4. Расчет коэффициента запаса устойчивости

Для расчета коэффициента запаса устойчивости кзу необходимо построить кривую линию скольжения по которой возможно обрушение. (см. Приложение7) При этом фигуру ограниченную с одной стороны этой кривой.

5.Расчет крепления верхового откоса.

Крепление верхового откоса осуществляем при помощи железобетонных плит. Толщина свободно лежащей плиты определяем по формуле (см.стр.220ф.(8.

4.3 Расчет низового откоса на устойчивость

Расчет низового откоса на устойчивость проводим с целью проверки достаточности заложения низового откоса. Расчет проводим по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Вычерчиваем низовой клин плотины с осредненным откосом.

ВСН 04-71
Указания по расчету устойчивости земляных откосов

Купить ВСН 04-71 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО «ЦНТИ Нормоконтроль»

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

«Указания» относятся к любым сооружениям всех классов по капитальности и распространяются на расчеты общей устойчивости любых земляных откосов (выемок, насыпей и естественных склонов), образованных нескальным, а также полускальным грунтом. В «Указаниях» фиксируется методика только таких расчетов, которые являются одинаковыми для всех видов земляных сооружений, встречающихся в практике. Различные специальные расчеты, относящиеся только к одному частному виду земляного сооружения (например, к откосу земляной намывной плотины и т.п.), в приводимых «Указаниях» не затрагиваются; эти частные расчеты должны освещаться в других нормативных документах, посвященных проектированию отдельных земляных сооружений.

Оглавление

I. Общие положения

II. Определение коэффициента запаса устойчивости откоса для простейшего случая: нормальный свободный откос, образованный однородным грунтом

А. Откос, образованный грунтом, насыщенным покоящейся водой

Б. Откос, образованный «сухим» грунтом

III. Определение коэффициента запаса устойчивости откоса в общем случае (метод круглоцилиндрических поверхностей сдвига грунта)

А. Определение коэффициента запаса устойчивости произвольно заданного отсека обрушения, ограниченного снизу круглоцилиндрической поверхностью сдвига, в случае «сухого» грунта, образующего свободный откос

Б. Определение коэффициента запаса устойчивости произвольно заданного отсека обрушения, ограниченного снизу круглоцилиндрической поверхностью сдвига, в случае свободного откоса, образованного грунтом, насыщенным водой (покоящейся или движущейся)

Читать еще:  Требования по устройству откосов

В. Определение коэффициента запаса устойчивости произвольно заданного отсека обрушения, ограниченного снизу круглоцилиндрической поверхностью сдвига, в случае несвободного откоса

Г. Определение коэффициента запаса устойчивости произвольно заданного отсека обрушения, ограниченного снизу круглоцилиндрической поверхностью сдвига при наличии сейсмических сил

IV. Определение коэффициента запаса устойчивости откоса, в теле или основании которого имеются слабые прямолинейные прослойки грунта (метод плоских поверхностей сдвига)

Дата введения01.11.1971
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

  • Раздел Строительство
    • Раздел Нормативные документы
      • Раздел Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы
        • Раздел Проектирование и строительство гидротехнических сооружений

Организации:

21.01.1971УтвержденМинэнерго СССР
РазработанВНИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева
ИзданИздательство Энергия1971 г.
  • СНиП II-А.10-71Строительные конструкции и основания. Основные положения проектирования
  • СНиП II-А.12-69*Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

  • Сканы страниц документа
  • Текст документа

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНИИПРОЕКТ

ВСЕСОЮЗНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИДРОТЕХНИКИ
имени Б.Е. ВЕДЕНЕЕВА

УКАЗАНИЯ
ПО РАСЧЕТУ УСТОЙЧИВОСТИ
ЗЕМЛЯНЫХ ОТКОСОВ

Издание второе

Минэнерго СССР

Составлены, во Всесоюзном

научно-исследовательском институте

гидротехники имени Б.Е. Веденеева

и утверждены Главтехстройпроектом

МИНЭНЕРГО СССР

Ленинградское отделение

Предисловие к первому изданию

Настоящие «Указания» составлены в отделе грунтов и оснований Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники (ВНИИГ) имени Б.Е. Веденеева профессором, доктором технических наук Р.Р. Чугаевым.

«Указания» распространяются на нескальные и полускальные грунты. В «Указаниях» вовсе не затрагиваются вопросы проектирования земляных откосов и вопросы выбора так называемых расчетных случаев, подлежащих расчету. Эти вопросы решаются по разному для различных сооружений и потому они должны освещаться в других нормативных документах, посвященных проектированию отдельных земляных сооружений (земляных плотин, дорожных насыпей и т.п.). В данных «Указаниях» имеется в виду зафиксировать только наиболее рациональную методику таких расчетов, которые должны быть одинаковыми для всех видов земляных сооружений, встречающихся в практике. В связи с этим в приводимых ниже «Указаниях» совсем не освещаются различные специальные расчеты, относящиеся только к какому-либо одному частному виду земляного сооружения (например, к намывным плотинам и т.п.). Предполагается, что такого рода специальные («частные») расчеты должны также приводиться в других нормативных документах (посвященных проектированию отдельных земляных сооружений).

Что касается оценки устойчивости откосов в период консолидации грунта, а также возможного разжижения песчаных грунтов под действием динамических сил, то, поскольку этим вопросам должен быть посвящен специальный нормативный документ (охватывающий не только расчеты устойчивости откосов, но и расчеты оснований массивных сооружений), в данных «Указаниях» вопросы консолидации и разжижения грунтов не затрагиваются.

Обоснование методов расчета, приводимых в «Указаниях», дано в книге Р.Р. Чугаева: «Земляные гидротехнические сооружения (теоретические основы расчета)», издательство «Энергия», 1967.

В этой книге показано, что наиболее точными способами расчета устойчивости земляных откосов являются (для случая однородного грунта) способ Тейлора, способ Крея и способ весового давления; эти три способа дают примерно одинаковые численные результаты, практически удовлетворяющие для плоской задачи всем трем уравнениям статики. Что касается способа Терцаги, то для пологих откосов, обычно встречающихся в гидротехнической практике, этот способ дает значительные погрешности.

Поскольку из числа упомянутых способов, относящихся к методу круглоцилиндрических поверхностей сдвига, способ весового давления является наиболее простым, то в качестве основного способа расчета в «Указаниях» приводится именно этот способ. Следует учитывать, что способ весового давления в отличие от способа Крея позволяет решать соответствующее расчетное уравнение без подбора (так же, как и способ Терцаги); вместе с тем в отличие от способа Тейлора способ весового давления легко распространяется на случай неоднородного грунта (так как мы до сего времени всегда распространяли на этот случай способы Терцаги и Крея).

Дополнительно в «Указаниях» приводится еще способ наклонных сил, относящийся к методу плоских поверхностей сдвига грунта. Этот способ имеет примерно ту же точность, что и способ весового давления.

Просьба ко всем организациям и лицам, которые будут пользоваться «Указаниями», присылать свои замечания по адресу: Ленинград, К-220, Гжатская ул., 21, Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева.

Предисловие ко второму изданию

После выпуска в свет в 1967 г первого издания настоящего нормативного документа вопрос о расчете устойчивости земляных откосов в течение 2 — 3 лет рассматривался специальной межведомственной комиссией Госстроя СССР, работавшей под председательством проф. А.Л. Можевитинова. Эта комиссия в результате подробного изучения данного вопроса пришла к заключению, что предлагаемые «Указания по расчету устойчивости земляных откосов» Минэнерго СССР, в отличие от других имеющихся аналогичных ведомственных нормативных документов, более всего отвечают современным взглядам на подобного рода расчеты. Вместе с тем эта комиссия сделала несколько ценных указаний, относящихся к тексту первого издания. Наиболее существенными из этих указаний являются следующие:

Читать еще:  Сэндвич откосы расход пены

1) в случае относительно крутых и неоднородных откосов найденный при помощи метода весового давления наиболее опасный отсек обрушения, ограниченный снизу самой опасной круглоцилиндрической поверхностью сдвига, рационально подвергать (в ответственных случаях) окончательному расчету по методу Крея;

2) при учете фильтрационных сил в случае расчета по методу плоских поверхностей сдвига распределение гидродинамического давления вдоль поверхности сдвига не всегда рационально принимать по линейному закону; в некоторых случаях это распределение рационально принимать в соответствии с имеющейся кривой депрессии;

3) вопрос о расчете устойчивости земляных откосов с учетом консолидации водонасыщенного грунта имеет две разные стороны:

а) определение величины гидродинамического давления в различные моменты времени и в различных точках грунтового массива;

б) учет при статическом расчете откоса установленного гидродинамического давления. В данных нормах должна освещаться только вторая сторона вопроса (п. б); что касается величины гидродинамического давления (п. а), то она должна устанавливаться на основании соответствующих фильтрационных (гидравлических) расчетов;

4) при учете избыточного порового давления (см. стр. 31 первого издания и стр. 34 второго издания) величину этого давления следует умножать не на ds; а на в (здесь в первом издании имелась опечатка);

5) необходимо иметь в виду, что в районе верхнего участка поверхности сдвига в случае связного грунта должны появляться растягивающие напряжения, обусловливающие возможность появления трещины на некоторой длине поверхности сдвига (в верхней ее части).

Следует отметить, что во втором издании поясненные замечания (исключая 5-е, по которому мы в настоящее время не располагаем надежными материалами) были соответствующим образом учтены автором настоящих «Указаний» проф. Р.Р. Чугаевым 1 . Кроме того, во второе издание были внесены некоторые чисто редакционные изменения.

Только в указанном отношении второе издание отличается от первого.

1 Первое замечание комиссии было учтено не полностью: вместо рекомендуемого способа Крея (согласно которому расчет приходится вести методом подбора) в данных «Указаниях» для наиболее опасной круглоцилиндрической поверхности сдвига при крутых откосах был принят способ Терцаги (который для крутых откосов дает приемлемую погрешность).

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

Ведомственные строительные нормы

Указания по расчету устойчивости земляных откосов

Расчёт устойчивости низового откоса плотины

Разрушение грунтовых плотин часто происходит из-за разрушения низового откоса, которое согласно наблюдениям происходит по криволинейной поверхности, происходящей в теле плотины или с захватом основания.

Обрушение грунтового массива откоса происходит при неблагоприятном сочетании нагрузок, когда сумма сдвигающих сил при неблагоприятном сочетании нагрузок превышает сумму удерживающих сил. Сдвигающие силы – составляющая собственного веса грунта уменьшает устойчивость откосов.

Расчет устойчивости низового откоса плотины вычисляется по формулам:

коэффициент запаса устойчивости.

момент сил удерживающих.

момент сил сдвигающих.

угол внутреннего трения, зависит от вида грунта .В данном случае грунт № 7,то градусов.

угол наклона низовой грани, равен 32 градусам.

нормативное значение коэффициента устойчивости

коэффициент надежности, принимаемый в зависимости от класса плотины, для IV класса.

коэффициент сочитания нагрузок, для основных.

коэффициент условия работы,

Вывод: Обрушения откоса по рассматриваемой поверхности сдвига невозможно.

При грунтовых плотинах для пропуска расходов половодья и дождевых паводков во избежание переполнения водохранилища, для пропуска льда, мусора из верхнего бьефа в нижний устраивают водосбросные сооружения. Выбор типа водосброса и его трассы обычно выполняется на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Работа по проектированию водосбросного тракта в курсовом проекте начинается с выбора трассы водосброса на генплане гидроузла, после того как плотина в принципе запроектирована.

До начала проектирования водосброса необходимо вписать плотину из грунтовых материалов в местность.

Выбор типа водосброса

При разработке курсового проекта выбор типа водосброса и его трассы производится на основании сравнения достоинств и недостатков различных вариантов водосброса с учётом исходных данных: расчётного максимального и строительного расходов, возможной форсировки уровня водохранилища, топографических, геологических условий, а так же высоты и типа плотины.

1. По расположению в узле сооружений: водосбросы в теле плотины; водосбросы береговые (вне тела плотины)

2. По типу оборудования водосливной части: регулируемые; нерегулируемые (автоматические)

3. По конструктивному оформлению: трубчатые; береговые; открытые; сифонные; траншейные; шахтные; туннельные

Учитывая большое разнообразие водосбросных гидротехнических сооружений и невозможность детального изучения каждого из них в рамках данной работы, в дальнейшем рассмотрим один из самых распространенных типов водосбросов при грунтовой плотине — вариант открытого берегового водосброса.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector