Проект волнозащитной плотины

7. Непрерывная продолжительность действия ветра = 6 ч.

8. Обеспеченность по накату волн принять - 1%.

9. Угол подхода фронта волны к сооружению .

Исходные данные для расчетов при ФПУ:

1. Отметки ФПУ (от речного дна) приведены в таблице 18.

2. Расчетная глубина воды перед плотиной d₂ =25,0 м.

3. Скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды v_l =16,5 м/c.

4. Непрерывная продолжительность действия ветра =11 ч.

5. Обеспеченность по накату волн принять - 1%.

6. Угол подхода фронта волны к сооружению .

Задание: Определить отметки гребня плотины при НПУ и ФПУ. При расчетах использовать [СНиП 2.06.05-84 (1990)]. Рассчитать осадку гребня через 1, 3, 5 лет. Внести поправки на осадку основания и тела плотины из глинистого материала.

Ход выполнения работы:

1. Расчетную скорость, v_w, м/с, следует определять по формуле (7), предварительно определив коэффициенты k_fl по формуле (8) и k_l по табл. 7.

2. Для расчета элементов волн вычисляем безразмерные параметры о и ф по формулам 10 и 11.

3. По параметру и рис. 5 определяем о ₁ и ф ₁. По параметру по рис. 5 находим о ₂ и ф ₂.

4. По меньшему значению з_min (из о ₁ и ф ₂) вычисляем высоту волны h по формуле (12). По меньшему значению е_min вычисляем период волн Т по формуле (13). Определяем среднюю длину волны, по формуле (14).

5. Высоту наката волн на откос обеспеченностью 1% h_{run 1%} рассчитываем по формуле (3), предварительно определив значения коэффициентов входящих в эту зависимость. Коэффициенты k_r и k_p принимаем по таблице 2, k_sp - по табл. 3, k_run - по рис. 3 в зависимости от заложения откоса m₁ и пологости волны высота волны при обеспеченности равной 1% определяется умножением средней высоты волны h на коэффициент k_i =k_1%, который определяется по рис. 6 в зависимости от . Находим

h_1% = h k_1%.

6. Высоту наката на откос волн обеспеченностью i, h_{run i%},, определяем по формуле (4). Коэффициент k_i принимаемый по табл. 4 в зависимости от обеспеченности по накату i, %.

7. В случае если бне равен 0, величину наката волн на откос определяем по формуле (5), умножаем h_{run i%} на коэффициент k_?, значение которого? принимаем по таблице 5 в зависимости от угла фронта подхода волн к сооружению б_i;

8. Высоту ветрового нагона Нh_set определяем по формуле (6), где k_w - коэффициент, принимаемый по табл. 6; в первом приближении подставляем в формулу если величина ветрового нагона воды на откос очень малая, то второго приближения при определении не делают.

9. Возвышение гребня плотины h_s над НПУ рассчитываем по формуле (2), запас высоты плотины принимаем , учитывая, что по нормативам минимальное значение должно быть не менее 0,5 м.

10. Отметка гребня плотины по первому расчетному случаю определяется по формуле

H_пл=НПУ+h_s.

11. По аналогии при тех же параметрах верхового откоса рассчитываем отметку гребня при ФПУ.

2.2 Расчет отметки и осадки гребня

Исходные данные: коэффициент заложения верхового откоса , откос крепится бетонными плитами, длина разгона ветровой волны L1 и отметки НПУ приведены в табл. 3.18, расчетная глубина воды перед плотиной d1 =16,9 м, скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды vl =17,5 м/c, непрерывная продолжительность действия ветра = 9 ч, угол подхода фронта волны к сооружению , обеспеченность по накату волн принять - 1%.

1. =0,675+4,5/17,1=0,93;

k_l =1,095;

v_w= k_l k_fl v_l =17,5.

2. Вычисляем безразмерные параметры

3. По параметру по рис. 3.5 определяем и . По параметру аналогично находится .

4. По меньшему значению _min = вычисляем период волн T=2,32. По меньшему значению находятся h=0,42 м и =8,41 м.

5. Высоту наката волн на откос рассчитываем, предварительно определив значения коэффициентов k_r=1,0, k_р=0,9, k_sp=1,4, k_run=1,39, входящих в эту зависимость по формуле 3.2. Обеспеченность высоты волны принимаем равной 1%, тогда k_1%=2,07. Следовательно h_1% =hk_1%=0,42•2,07=0,87 м. Тогда:

=0,87•1,0•0,9•1,40•1,39=1,52 м.

6. При =1,0, тогда h_{run i} =1,52 м.

7. При =0,92, h_{run i% (при ?0)} =1,40 м.

8. Высоту ветрового нагона определяют при и , в первом приближении подставляем в формулу так как

? 0,01 м.

Так как величина ветрового нагона воды на откос очень малая, то последующими приближениями пренебрегаем.

9. а=0,1•0,87=0,09 м.

h_s = h_set + h_{run 1%(при ?0)} + a=0,01+1,40+0,50=1,91 м,

принимаем a=0,50 м, так как по нормативам минимальное значение a не должно быть менее 0,50 м.

10. Отметка гребня плотины по первому расчетному случаю

Н_пл=41,91 м.

11. Осадка гребня составит:

S_c = -0,453• (1 - ехр(0,08•H_пл)) ? 1 м.

2.3 Определение крутизны волноустойчивого неукрепленного откоса

Таблица 18

1. do=14•10,8/100+7•1,8/100+2,8•0,7/100+1,4•1,8/100+0,7•5,4/100+

+0,35•38,5/100+0,14•40,5/100+0,1•0,035/100=1,93 мм = 0,002 м.

2. Принимаем для подводной части откоса kl = 0,37 и рассчитываем

м.

3. Определяем нижнюю границу размывающего действия волн

м.

4. Аналогично рассчитываем значение m для надводного откоса, учитывая коэффициент kl = 0, 17.

h1 = 0,5hcdl = 2,3*0,5 = 1,15 м.

2.4 Расчет массы камня для крепления откосов

Исходные данные:

1. Расчетные элементы волн непосредственно у откоса h_1% и?й, угол откоса сtgл=2,0 и плотность камня м_т приведены в табл. 21.

2. Плотность воды с=1,000 т/м³.?

3. Подход вод к сооружению - фронтальный.

4. z=3,5 м.

Ход выполнения работы:

1. Используя формулу (27), определяем минимальную массу камня на откосе до глубины z = 0,7•h и при z > 0,7•h по формуле (28).

v=m/с.

Исходные данные: расчетные элементы волн непосредственно у откоса: h1% = 8.1 м; ?й=2,17 м, угол откоса сtgл=3.0; плотность камня мт =2650 кг/м³; плотность воды с=1,000 т/м³; z=3,1 м.

Решение:

1. Вес защитного элемента, находящегося на откосе составит:

Заключение

В результате написания курсового проекта, выполнены следующие расчеты: определена расчетная скорость, v_w, =17,5 м/c, предварительно определив коэффициенты k_fl, ; для расчета элементов волн вычислены безразмерные параметры о = 48 и ф = 18162; По параметру определяем и . По параметру - . По меньшему значению _min = вычислен период волн T=2,32. По меньшему значению найден h=0,42 м и =8,41 м; высота ветрового нагона определена и равна 0,01м; и, исходя из полученных данных, отметка гребня плотины составила 42 м.

Далее, была определена крутизна волноустойчивого неукрепленного подводного и надводного откосов: m = 7,45 и 5,05 метров соответственно.

Рассчитан диапазон объемов камня для крепления откосов = 0,0013 - 0,068 м³; также средняя масса камня = 152,4 кг. Таким образом задание на курсовой проект полностью выполнено.

Список использованных источников

1. Альхименко А.И., Беляев Н.Д., Фомин Ю.П. Безопасность морских гидротехнических сооружений: Учеб. пособие / Под ред. Альхименко А. И. - СПб.: Лань, 2003. - 288с.

2. Белецкий Б.Ф. Технология и механизация строительного производства: Учебник. - Р-н/Д.: Феникс, 2004. - 752 с.

3. Галямина И.Г. Курс комплексного использования водных ресурсов в задачах: учебное пособие. - М.: МГУП, 2003. - 111 с.

4. Кумсиашвили Г.П. Гидроэкологический потенциал водных ресурсов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. - 270 с.

5. Мелиорация и водное хозяйство. Т. 5. Водное хозяйство / под ред. И.И. Бородавченко. - М.: Агропромиздат, 1988. - 399 с.

6. Нестеров М.В. Гидротехнические сооружения. - Минск: Новое знание, 2006. - 616 c.

7. П-885-91. Пособие по технологии возведения плотин из грунтовых материалов. Разработано в объединении "Гидропроект" им. С.Я. Жука, трестом "Гидромеханизация" Минэнерго СССР при участии ВНИИ ВОДГЕО и ЦНИИОМТП Госстроя СССР, 1991. - 116 с.

8. Попов М.А., Румянцев И.С. Природоохранные сооружения. - М: КолосС, 2005. - 520 с.

9. Раткович Д.Я. Актуальные проблемы водообеспечения. - М.: Наука, 2003. - 352 с.

10. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.

11. СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).

12. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения.

Размещено на Allbest.ru