Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Курсова
60.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Проект водозливної греблі
Тактика рятувальних робіт і ліквідації наслідків при прориві греблі водосховища
Розрахунок випрямляча розрахунок транзисторного підсилювального каскаду синтез логічних схем
Кінематичний розрахунок приводу стрічкового конвеєра і розрахунок черв`ячної передачі
Розрахунок ділянки контактної мережі станції і перегону Розрахунок навантажень
Тяговий розрахунок і розрахунок паливно економічної характеристики автотранспортного засобу
Тяговий розрахунок і розрахунок паливно-економічної характеристики автотранспортного засобу
Тяговий розрахунок і розрахунок паливно економічної характеристики автотранспортного засобу
Розрахунок беззбиткового обсягу виробництва у вартісному виразі Розрахунок податку на прибуток підприємства



додати матеріал


Розрахунок земляної греблі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Федеральне агентство з освіти РФ
ГОУ-ВПО Уральський Державний Технічний Університет-УПІ
Кафедра водного господарства та технології води
Курсова робота

«Розрахунок земляної греблі»

Пояснювальна записка
Керівник
                                                                                       
Студент
групи
          
Єкатеринбург
2005 р

Зміст


Завдання на проектування 3

Вступ 4

1. Побудова профілю земляний греблі 6
1.1 Визначення висоти греблі
1.2 Визначення ширини гребеня
2. Кріплення укосів 11
3. Підбір дренажного пристрою.
Побудова депресійної кривої 13
Список використаної літератури 17
Додаток 1. Схема розрахунку грунтової греблі
Додаток 2. Дренажне пристрій. Побудова
депресійної кривої
Додаток 3. Конструктивні елементи греблі.
Схема гребеня греблі.
Кріплення укосів.
Завдання на проектування
1. Відмітку основи греблі, м 100
2. Відмітка УМО, м 103
3. Відмітка НПУ, м 124
4. Категорія дороги II
5. Кріплення верхового укосу бетонні плити
6. Довжина розгону хвилі A, км 4
7. Швидкість вітру W, м / с 30
8. Кут між подовжньою віссю водойми і напрямом
панівних вітрів в градусах 40
9. Тип грунту супісок
10. Коефіцієнт фільтрації тіла греблі, см / с 10 -3
ВСТУП
Перші грунтові греблі зводилися ще до нашої ери в Індії, Єгипті, Китаї та інших країнах. У Росії греблі з грунтових матеріалів відомі з X-XIII ст нашої ери. Їх будували для створення ставків, приведення в рух млинів і різних гідроустановок, застосовуваних при зрошенні, використовували на водному транспорті, в гідроенергетиці та інших галузях економіки. У середині минулого століття греблі з грунту в порівнянні з іншими їхніми типами набули найбільшого поширення. Широке розповсюдження цього типу гребель пов'язано з бурхливим розвитком техніки, призначеної для виробництва земельно-скельних робіт. Даний вид споруд, завдяки своїм особливостям, дозволяє повністю механізувати весь технологічний процес свого зведення, від розробки грунту в кар'єрі до укладання його в тіло греблі. Широкому поширенню цього типу гребель аж до наших днів сприяє і та обставина, що вимога до деформацій підстав для них у порівнянні з іншими типами гребель є найменшими. Греблі з грунтових підстав відрізняються простотою конструкції і порівняно низькою вартістю.
Класична гребля з грунтового матеріалу зазвичай має поперечний переріз трапецеідального виду з прямолінійним або ламаним обрисом верхового («брівка») або низового («підошва») укосів, а також горизонтальні ділянки укосів, звані «бермамі».
При виборі типу греблі проектувальникам доводиться враховувати цілий ряд техніко-економічних факторів. До основних з них можна віднести: якість і кількість грунтів, наявних в даній місцевості; відстань напорів цих грунтів до створу греблі; характер геологічної будови основи; кліматичні умови; пропонований спосіб робіт; умови будівництва (заплановані терміни будівництва, наявне обладнання і транспортні засоби та т. д.).
Грамотно спроектована гребля повинна задовольняти ряду вимог:
· Тіло греблі і її заснування повинні бути стійкими за всіх умов їх роботи;
· Водоскидні пристрої греблі й піднесення її гребеня над самим високим рівнем води у верхньому б'єфі повинні бути розраховані так, щоб ні за яких умов не відбувалося переливу води через гребінь греблі;
· Фільтрація води через тіло греблі і її основа не повинна бути значною і приводити до великих втрат води з підйомного б'єфу, а також викликати розмивання грунту при виході фільтраційного потоку в нижньому б'єфі;
· Верхової укіс греблі повинен бути захищений від руйнування його льодом і хвилями, а низова випадають опадами;
· Крім того, споруда повинна бути економічним.
I ПОБУДОВА ПРОФІЛЮ Земляні греблі
Основним питанням при проектуванні греблі з грунтових матеріалів є визначення її стійкого і економічно вигідного профілю. Розміри поперечного профілю залежать від типу греблі, її висоти (відмітки гребеня греблі) і ширини, призначення закладення і обрисів укосів греблі, характеристик грунту тіла та основи, а також умов будівництва та експлуатації.
Побудова профілю земляної греблі зводиться до визначення висоти греблі Н і визначення ширини гребеня. Розрахункова схема греблі наведена у Додатку 1.
1.1 Визначення висоти греблі
Відмітка гребеня греблі призначається на основі розрахунку необхідної вивищення його над рівнем води у верхньому б'єфі. При цьому розглядаються два випадки стояння рівня води у верхньому б'єфі:
1. Нормальний підпірний рівень (НПУ).
2. Форсований підпірний рівень (ФПУ).
Висоту греблі в обох випадках призначають з перевищенням d над розрахунковим рівнем води у водосховищі, що гарантує відсутність переливу води через гребінь.
H = hв + d, м (1)
де hв - розрахункова глибина води у верхньому б'єфі,
hв = НПУ - ОСН = 124 - 100 = 24 м
d - перевищення над розрахунковим рівнем води у водосховищі, що гарантує відсутність переливу води через гребінь греблі
d = h + hн + a, м (2)
де h - висота вітрового нагону води;
hн - висота накату хвиль на укіс греблі;
а - конструктивний запас, дорівнює 0,5 м;
Висоту вітрового нагону визначаємо за формулою:
* h = Кв * (W 2 * A) * cosa / g * (hв + ...),
де А - довжина розгону хвилі, за умовою А = 4000 м;
Кв - квадратичний коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру, при W = 30м / с, Кв = 3 * 10 [1, 2]
Таблиця 1
W, м / с
20
30
40
50
Кв * 10-6
2,1
3
3,9
4,8
h = 3 * 10 * (30 2 * 4000) * cos 40 ° / 9,8 (24 +0) = 0,035 м

Визначаємо параметри вітрової хвилі при НПУ. Для цього обчислюємо безрозмірні комплекси: і ,
де t - тривалість дії вітру, приймається при відсутності фактичних даних 6 год = 21600 с.
= = 7063,2
= = 43,6
= 2,28 = 1,27
= 0,032 = 0,012
Вибираємо найменше значення. Висловлюємо і :
* = = = 1,102 м
= = = 3,8 с
Обчислюємо середню довжину хвилі:
= = 22,56 м
В якості розрахункового рівня при визначенні піднесення гребеня греблі над розрахунковим рівнем приймаємо нормальний підпірний рівень і враховуємо висоту накату 1%-ої забезпеченості.
Висоту хвилі 1%-ої ймовірності перевищення визначаємо за формулою
h1% = * Ki,
де ki = 2,08 за графіком [4] що відповідає значенню комплексу
= 43,6
h1% = * Ki = 1,102 * 2,08 = 2,29 м
Використовуючи наведені вище дані, визначаємо:
До = 0,75, К н = 0,60; (по табл. 3.5 [3])
До = 1,5; До = 0,87; До = 1; (по табл. 3.6 [3])
за умови, що = = 9,85; тоді КНГ = 1,4 ([3, 4])
Висота накату:
h н = h1% * До * До н * До * До * КНГ * До
h = 2,29 * 0,75 * 0,60 * 1,5 * 0,87 * 1,4 * 1 = 1,88 м
Обчислюємо необхідну перевищення гребеня греблі над розрахунковим рівнем:
d = h + hн + a = 0,035 +1,88 +0,5 = 2,415 м
Н = 24 +2,415 = 26,415 26,4 м
Аппроксимируя по висоті греблі за даними таблиці 10.1 на стор 309 [4] приймаємо коефіцієнти закладання укосів m 1 і m 2
m 1 = 3,5 m 2 = 3
1.2 Визначення ширини гребеня
Гребінь греблі зазвичай використовується для пристрою автомобільної або залізниці, розміри яких призначають, керуючись вимогами відповідних нормативних документів [1, 2]. Основні параметри гребеня греблі при влаштуванні на ньому автомобільної дороги наведено в табл. 2
Таблиця 2
Категорія дороги
Ширина, м
проїзної частини
узбіч
розділової смуги
гребеня греблі
I
15,0
3,75
5,0
27,5
II
7,5
3,75
15,0
III
7,0
2,5
12,0
IV
6,0
2,0
10,0
V
4,5
1,75
8,0
Як випливає з таблиці при влаштуванні по гребеню автомобільної дороги II категорії ширина його повинна бути не менше 15 м.
Для відводу поверхневих вод гребеню дамби надається односторонній або двосторонній поперечний ухил, а на узбіччях влаштовуються зливостоки. У нашому випадку приймаємо за рекомендаціями [4] двосторонній ухил i = 0,015.
Покриття проїзної частини автодороги вибирається залежно від її категорії та укладається на підготовку з гравійно-піщаного або щебеневого грунту. Якщо гребінь греблі складний з глинистих грунтів, то для його захисту від промерзання укладається шар незв'язного (піщаного) грунту, товщина якого, включаючи і покриття гребеня, повинна бути не менше глибини промерзання грунту в районі будівництва. У сейсмічних районах ширину гребеня греблі і його перевищення над розрахунковим рівнем води зазвичай призначають дещо більшим, ніж при нормальних умовах експлуатації, маючи на увазі можливість додаткової опади споруди при сейсмічних впливах, а в особливих випадках можливість утворення хвилі при обвалах берегових масивів грунту у водосховище.
У межах узбіч у відповідність до ГОСТ 2.34.57 -79 встановлюється огородження у вигляді бетонних стовпчиків. З боку верхнього б'єфі може влаштовуватися суцільний хвилезахисні парапет.
II укріплення укосів
Вибір закладення (крутизни) укосів греблі виробляється на основі досвіду будівництва і експлуатації аналогічних споруд з урахуванням фізико-механічних характеристик грунтів тіла греблі і підстави, що діють на укоси сил, висоти греблі, методів виконання робіт зі зведення греблі та умов її експлуатації. Призначені закладення укосів потім перевіряються розрахунками статичної стійкості і при необхідності коректуються.
Орієнтовні значення закладення укосів земляних гребель з глинистих і піщаних грунтів при наявності в основі грунтів з міцністю, не меншою, ніж у тілі греблі, наведені в табл. 3.6 [4].
Фрагмент таблиці 3.6 [4]
Висота греблі, м
Закладання укосів
верхового
низового
15 ... 50
3,0 ... 4,0
2,5 ... 4,0
Наведені в табл.3.6 дані відносяться до середніх по висоті значенням закладення укосів. У високих греблях укоси можуть мати змінне закладення, що збільшується зверху вниз, що дозволяє запроектувати більш економічний профіль греблі, забезпечуючи стійкість його укосів.
На укосах високих і середньої висоти гребель влаштовуються берми. На верховому укосі берми влаштовуються в кінці основного кріплення, створюючи йому необхідний упор і забезпечуючи можливість його огляду і ремонту, і в місцях зміни закладення укосу. На низовому укосі берми служать для збору і відведення дощових і талих потоків, оберігаючи тим самим. низовий укіс від розмиву, а також для забезпечення проїзду в період будівництва греблі. Іноді по бермамі низового укосу можуть прокладатися автомобільні або залізні дороги. Як правило, берми влаштовують в місцях зміни закладення укосу і сполучення тіла греблі з будівельними перемичками. Відстань між бермамі по висоті греблі приймається рівним 10 ... 15 м.
Ширина берми призначається не менше 3 м, якщо по ній передбачається проїзд, і не менше 1 ... 2 м, якщо проїзд не передбачений.
На внутрішній стороні берми влаштовується кювет, службовець для збору і організованого відведення дощових і талих вод.
Кріплення укосів. Укоси земляних гребель схильні руйнівним діям вітрових хвиль, течій води, льоду,
атмосферних опадів і т.д. Для запобігання їх руйнування передбачаються відповідні види кріплень.
Кріплення верховних укосів дамб для захисту їх від руйнування хвилями виконують з бетонних і залізобетонних плит, каменю і асфальтобетону.
У нашому випадку для захисту верхового укосу земляної греблі від руйнівних впливів вітру, хвиль, льоду, біг води, атмосферних опадів та ін факторів застосовуються бетонні плити. Кріплення з бетонних плит можна здійснювати за будь-яких параметрах хвиль, що виникають на внутрішніх водоймах.
Монолітні залізобетонні плити використовуються для кріплення укосів дамб на великих водосховищах при висоті хвилі від 2 до 4м. Шви між плитами можуть бути відкритими або закритими з ущільненнями у вигляді гумових діафрагм, просмолених дерев'яних або залізобетонних дощок. Збірні залізобетонні плити мають розміри в плані від 1,5 х 1,5 м до 5 х 5 м в залежності від умов їх транспортування і зручності укладання на укіс. У процесі укладання плити омонолічіваются в секції розміром в плані 20х20 м і більше. Застосовуються вони зазвичай при висоті хвилі до 2,5 ... 3 м.
Приймемо стандартне значення кожної з плит 1,5 х 1,5 м. Товщина монолітних залізобетонних плит може визначатися за умови їх стійкості на укосі при впливі вісового тиску води при відкат хвилі, і перевіряють на міцність при обваленні хвилі на укіс [4]. Попереднє значення товщини визначається за формулою
t п = 0,07 * hн * 3 Öl / l * [r w / (r c - r w)] * Ö (m 2 -1) / m
де hн, l - відповідно висота і довжина хвилі, l = * = 22,56 м;
l - довжина ребра плити в напрямку, нормальному урізу води, м;
r c, r w - Відповідно щільність матеріалу та води, кг / м 3;
m - закладення укосу.
Після підстановки числових значень отримуємо t п = 0,12 м
Для збірних плит товщину приймаємо на 15% більше [4], тобто
t = 0,13 м і з урахуванням, що товщина плити на верхній частині укосу повинні бути t '= 0,5 t ³ 0,2 м,
t = 0,2 м
Згідно практичним рекомендаціям [4] при товщині 8 ... 20 см плити виготовляються на полігонах розмірами від 1,5 х 1,5 м до 5 х 5м і потім доставляють до місця збірки і укладають на укосі на суцільному зворотному фільтрі з шарнірним з'єднанням один з одним. Всі види кріплень верхового укосу греблі укладаються на підготовку у вигляді зворотного фільтра, матеріал, число шарів і товщина якого вибирається залежно від грунту укосу і наявності місцевих будівельних матеріалів.
Зворотний фільтр під кам'яною накидкою і плитами з відкритими швами може складатися з одного шару різнозернистий матеріалів або двох шарів матеріалів з різними за крупності частками, а також з штучних водопроникних матеріалів (скловолокна, мінеральної вати та ін.) Під плитами з закритими швами, як правило, укладається одношаровий зворотний фільтр. Мінімальна товщина підготовки 35 см.
Кріплення верхового укосу греблі підрозділяється на основне (в зоні найбільш інтенсивного хвильового і льодового впливів) і полегшене, яка розташовується нижче основного кріплення.
Верхньою межею основного кріплення, як правило, є гребінь греблі. Нижня межа основного кріплення приймається на позначці, заглибленою на величину Нкр = 2h1% під мінімальний рівень води у водосховищі (УМО). Нижня межа полегшеного кріплення приймається на позначці, де донні хвильові швидкості не перевищують розмивають швидкостей для грунту укосу греблі. Орієнтовно нижню межу полегшеного кріплення можна приймати на позначці, заглибленою на величину Нкр під нижню межу основного кріплення.
Частина низового укосу земляних гребель, піддана впливу льоду і хвиль з боку нижнього б'єфу, кріпиться аналогічно верхового. Інша частина низового укосу захищається від руйнування атмосферними опадами, або посівом трав по шару рослинного грунту товщиною 0,2 ... 0,3 м, або відсипанням гравію або щебеню товщиною 0,2 м.
III ПІДБІР дренажні пристрої
3.1 Побудова графіка депресійної кривої
Дренажні пристрої в тілі і основі греблі виконуються з метою:
· Зменшення зони дії фільтраційного потоку, що дає можливість підвищити стійкість греблі, її низового укосу;
· Недопущення виходу фільтраційного потоку на низовий укіс - заглиблення депресійної кривої нижче зони промерзання;
· Прискорення консолідації чистих грунтів і зменшення парового тиску в окремих зонах греблі або основи.
Гребля відноситься до категорії однорідних на водонепроникному підставі. Оскільки спеціальних вимог до дренажного пристрою в умові не обумовлено, приймемо як дренажу трубчасте пристрій. Згідно з [1] трубчастий дренаж слід застосовувати, як правило, на тих ділянках греблі, де в період її експлуатації вода в нижньому б'єфі відсутній або присутній короткочасно.
Трубчастий дренаж слід передбачати з бетонних або азбестоцементних труб (перфорованих) із забитими або незакритих стиками, з відсипанням зворотним фільтром.
Перетин дренажних труб слід визначати гідравлічними розрахунками. Діаметр дренажної труби слід приймати не менше 200 мм. По довжині трубчастого дренажу через кожні 50 ... 200 м влаштовуються оглядові колодязі, розташовувані з урахуванням рельєфу місцевості і необхідних ухилів.
У нашому випадку розрахунок проведемо за наступними рекомендованим [2] формулами:
* L = b * h в = 0,44 * 24 = 10,56 м
b = m / (2m + 1) = 0,44
при дотриманні умови [2], що m = 4> 2
q Т = Кф * (h в) 2 / (2 * L p),
де
L p = L + L = 10,56 + 79 = 89,56 м
L d = 0,5 * q Т / Кф = 1,61 м
q Т - витрата води через тіло греблі, м / Добу;
Кф - коефіцієнт фільтрації тіла греблі, за умовами завдання
Кф = 10 см / с = 1,1 * 10 м на добу
q T = 1,1 * 10 * 24 2 / 2 * 89,56 = 3,54 * 10 м На добу
Y = Ö 2 * q T * (L - X + L d) / Кф
після підстановки значень маємо
Y = Ö2 * 3,54 * 10 * (79 - X + 1,61) / 1,1 * 10
в діапазоні від 10 до 80 м отримаємо точки ординат Y на депресійної кривої (Додаток 2), яку викреслює на міліметровому папері Таблиця 3
x
10
20
30
40
50
60
70
80
y
21,3
19,8
18,1
16,2
14,0
11,5
8,3
2,0
Криву депресії виправляємо візуально [2] в зоні, де
Y ³ h в - q T / Кф,
тобто на ділянці від 20, 78 м і вище (на рис.1 Додатка 1 пунктирна лінія).

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. СНиП 2.06.05-84 Греблі з грунтових матеріалів
2. Железняков Г. В, Ібадов-заде Ю. А, Іванов П. Л. Гідротехнічні споруди. Довідник проектувальника. Стройиздат - М., 1983, 543с.
3. Лапшенков В. С. Курсове та дипломне проектування за гідротехнічним спорудам. Агропромиздат - М., 1989, 448с.
4. Смирнов Г.Н, Курлович Є. В, Вітренко І. А, Мальгіна І. А. Гідрологія, гідротехнічні споруди. Видавництво «Вища школа» - М., 1988
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru