Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


Продажа недвижимости в екатеринбурге дач куплю продам в екатеринбурге.

Крутизна откосов плотины

Крутизна откосов каменнонабросной или каменно-земляной плотины является основным показателем ее статической устойчивости, а также решающим фактором, определяющим профильную кубатуру. Оптимальными откосами считаются такие, которые удовлетворяют условиям статической устойчивости при нормативном коэффициенте запаса.

Как известно, крутизна откосов набросных или насыпных призм из каменного материала характеризуется его углом естественного откоса. Для придания откосам плотины крутизны, обеспечивающей им устойчивость с заданным коэффициентом запаса, они должны быть уположены против угла трения до величины угла, гарантирующей этот коэффициент.

Поэтому при назначении оптимальных откосов плотины устойчивость их должна быть проверена соответствующими расчетами, принимая во внимание следующие данные:

  • весовые и сдвиговые показатели материала призм, ядра или экрана и переходных зон, а также грунтов основания;
  • высота и тип плотины; сейсмические условия;
  • условия возведения плотины и уровенный режим в водохранилище.

При возведении боковых призм плотины удобнее наброску или насыпь осуществлять под углом естественного откоса; поэтому во избежание искусственного уположения откосов до проектного уклона, требующего перекидки материала и соответствующей планировки, часто при конструировании плотины предусматриваются промежуточные бермы, которые позволяют производить отсыпку между ними под углом естественного откоса и вместе с тем обеспечивают требуемую степень пологости всего откоса в целом путем соблюдения расчетного уклона по осредненной линии. Таким образом, средний уклон наружных откосов каменнонабросных и каменно-земляных плотин должен быть всегда положе естественного откоса материала призмы; исключение составляют случаи устройства на ее поверхности сухой кладки, служащей подготовкой под экраны из негрунтовых материалов.

Из практики плотиностроения следует, что в подавляющем большинстве случаев плотины с грунтовым экраном имеют более пологие верховые откосы, чем плотины с ядром. Объясняется это тем, что наличие в пределах верховой призмы полосы грунтового материала, представляющего экран, создает благоприятные условия для образования сдвиговых поверхностей как по контакту экрана с наброской (или фильтрами), так и в самом экране. При центральном расположении грунтовой массы, т. с. в плотинах с ядром, сдвиговые поверхности проходят в основном вне пределов ядра, захватьгвая его лишь частично, поэтому условия скольжения менее благоприятны и, следовательно, устойчивость откоса сравнительно выше. Чем шире грунтовое ядро, тем хуже условия устойчивости, поэтому откосы каменно-земляных плотин с тонким ядром обычно круче.

Крутизна откосов в сильной мере зависит от физико-механических свойств материалов упорных призм и ядра или экрана плотины и главным образом от угла трения, коэффициента удельного сцепления и плотности.

Если для материалов упорных призм и фильтров угол трения колеблется в сравнительно небольших пределах, то для материала ядра пределы шире ввиду большого разнообразия применяемых грунтов.

Как указывалось ранее, при проектировании плотины значения угла трения и коэффициента удельного сцепления должны быть установлены опытными исследованиями на образцах. Для установления ориентировочных размеров плотины на предварительных стадиях проектирования сдвиговые показатели могут быть приняты для каменной наброски от 35 до 45° (в зависимости от формы и степени разнородности камня и способов его укладки и уплотнения), для песчано-гравелистых грунтов — от 33 до 38° и более.

Для ядер и экранов угол трения можно принять при глинистых грунтах около 12—16°, при суглинистых 15—25° в зависимости от гранулометрического состава, влажности и плотности.

На крутизну откосов плотины оказывают влияние также сдвиговые показатели грунтов основания. Наличие в основании упорных призм грунтов с низким сопротивлением сдвигу обычно приводит к уположению откосов или при соответствующем экономическом обосновании к удалению слабой грунтовой прослойки, если она небольшой мощности. При установлении крутизны откосов необходимо учесть также сейсмические воздействия, которые иногда приводят к уменьшению крутизны откосов против полученных для нормальных условий работы.

Определение крутизны откосов производится расчетом три различных возможных сочетаниях уровней воды в верхнем и нижнем бьефах при отметках нормального подпорного уровня, форсированного уровня, различных возможных уровнях сработки, при меженном и максимальном уровнях нижнего бьефа и др.

Такое многообразие факторов, от которых зависит выбор оптимальных откосов плотины лишает возможности обобщений и рекомендаций в вопросе их назначения, поэтому определение устойчивости откосов требует проведения ряда статических расчетов.

Р.А. Айрапетян, Проектирование каменно-земляных и каменнонабросных плотин, М., Энергия, 1975

Экспертиза

на главную