Dessadecor-nn.ru

Журнал Dessadecor-NN
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Крепление откосов земляных плотин

Крепление откосов земляных плотин. Как уменьшить фильтрацию воды через плотины.

Откосы земляных плотин разрушаются под влиянием волн и дождей(верховой откос), только дождей- низовой откос. Крепление верховых откосов при высоте плотины 5-6 м можно проводить каменной наброской или посадкой ив. Каменные наброски ( выстилки) устраивают путем укладки камней продолговатой формы на слой песка или мелкого щебня. Выстилка выполняет ф-ции фильтра, по которому вода стекает вниз. Для повышения устойчивости каменную наброску укладывают в клетки из бетонных элементов. Крепление проводят и в воде на 1,0-1,5 м ниже НПГ. При высоте плотины не более 5-6 м можно применять и биологическое крепление в виде посадок ив. Крепление создают посадкой черенков. В период приживания посадок откос можно защитить выстилкой из хвороста или соломы. Низовые откосы закрепляют посевом многолетних трав, залужением в клетках их дерна или сплошной одерновкой. Фильтрацию воды через плотину может наблюдаться при нарушении правил проектирования или строительства. Для устранения фильтрации необходимо увеличить основание плотины за счет ее уширения со стороны сухого откоса или устроить дренаж. Если фильтрующая вода чистая- то состояние плотины хорошее, мутная вода- говорит об опасности ее разрушения. Также для предотвращения фильтрации через плотину под ее основанием устраивают замок(однородные плотины), ядро(плотины с ядром), экран(плотины с пластичным экраном).

Билет №14

Гидравлические хар-ки потока. Гидравлические сопротивления и потери напора.

Живое сечение – поперечное сечение потока, направленное перпендикулярно его движению.

Смоченный периметр – линия, направленная перпендикулярно потоку, по которой он соприкасается с руслом (дном реки, дном и стенками искусственных русел).

Гидравлический радиус – отношение живого сечения к смоченному периметру:

При напорном движении в круглой трубе гидр. радиус равен четверти диаметра трубы.

Гидр сопротивл и потери напора.

При движении жидкости в реках, каналах, лотках, трубах и тому подобном происходят затраты энергии по­тока на преодоление сопротивлений движению, что вызывает потери напора, возникающие при движении жидкости. Гидравлическое сопротивление делят на два вида: сопротивления по длине потока и местные со­противления. Сопр по длине потока обусловли­ваются силами трения о дно и стенки русла и зависят от длины потока и шероховатости русла. Местные сопр вызываются местными препятствиями течению воды (поворотом русла, резким его расширением или су­жением и др.). В соответствии с видами потерь напора выделяются два вида сопр: по длине потока hдл и местные hM

Билет №15.

1) .Обработка наблюдений за расходом воды. Теоретическая кривая обеспеченности.

Расходы воды в реках, постоянно изменяющиеся в течение года, используют для определения расчетных модулей стока по фактическим наблюдениям,для вычисления величины твердого стока, для планирования водохозяйственных мероприятий.

При проектировании осушительных систем для определения размеров проводящих каналов, расчета диаметров труб, ширины отверстий водосбросных сооружений, пролетов мостов и других целей вследствие большой изменчивости расходов необходимо знать их обеспеченность ( вероятность превышения). Обеспеченность вычисляется в процентах ( от 100%). Обеспеченность наглядно характеризуется кривой обеспеченности. Вследствие большой изменчивости расходов для построения кривой обеспеченности необходимо иметь достаточно продолжительный ряд наблюдений( не менее 30-50 лет). Иногда приходится ограничиваться краткими ( 15-20 лет). Построение кривой предшествует обработка результатов наблюдений. В основу обработки положены методы математической статистики.

1. Определяют среднеарифметическую величину расходов Q(среднее значение)

2.Вычиляют модульный коэффициент( К)

3.Находят коэффициент вариации (N-число лет наблюдений)

Кривая обеспеченности обычно ассиметрична относительно среднего значения, ее характеризует коэффициент ассиметрии Cs

4.Вычисляют эмпирическую обеспеченность каждого члена ряда по формуле Чегодаева.m-порядковый номер члена ряда. N-общее число членов ряда.

5.Для построения теоретической прямой обеспеченности, ординаты кривой вычисляют

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Каменно-земляные плотины — Конструкция гребня плотины, бермы и крепления откосов

Содержание материала

  • Каменно-земляные плотины
  • Развитие строительства
  • Типы и конструкции
  • Преимущества и недостатки
  • Выбор створа и типа
  • Материалы изысканий
  • Исследования грунтов
  • Пути снижения сжимаемости
  • Элементы профиля плотины
  • Расчеты плотин
  • Расчеты сейсмостойкости
  • Фильтрационные расчеты
  • Расчеты порового давления
  • Расчеты деформированного
  • Определение напряжений
  • Требования к основаниям
  • Подготовка скального
  • Укрепление скального
  • Подготовка нескального
  • Противофильтрационные
  • Дренаж подошвы
  • Врезка плотин в береговые
  • Зонирование грунтов
  • Каменно-земляные плотины
  • Из крупнообломочных
  • Каменнонабросные плотины
  • Конструкция гребня
  • Наращивание плотин
  • В сейсмических районах
  • Плотины для ГАЭС
  • Противофильтрационные у-ва
  • Переходные зоны
  • Требования к экранам
  • Экраны каменнонабросных
  • Диафрагмы каменнонабросных
  • Инъекционные диафрагмы
  • Полимеры в экранах
  • Компоновка гидроузла
  • Водосбросные, водоспускные
  • Водосливные плотины
  • Натурные наблюдения
  • Деформации основания
  • Деформации тела плотин
  • Осадки в эксплуатации
  • Трещинообразования
  • Наблюдения за фильтрацией
  • Причины разрушений
  • Учет опыта эксплуатации
  • Материалы, их заготовка
  • Заготовка камня в карьерах
  • Механическое рыхление
  • Сортировка камня
  • Материалы для переходных
  • Грунты для противофильтр.
  • Обогащение грунтов и камня
  • Транспортирование грунта
  • Объемы работ
  • Очередность работ
  • Отвод реки в строительный
  • Затопление в строительный
  • Разработка котлована
  • Неподготовленное основание
  • Противофильтры в основании
  • Принципы уплотнения грунта
  • Грунтоуплотняющие машины
  • Уплотн. крупнообломочных
  • Уплотнение отсыпки
  • Последовательность
  • Подготовка для отсыпки
  • Отсыпка грунта и фильтров
  • Уплотнение переувлажненных
  • Отсыпка грунта в воду
  • Приготовление глинобетона
  • Направленный взрыв
  • Опытные исследования
  • Контроль качества работ
  • Подэкрановая подготовка
  • Бетонные работы
  • Экраны, гидроизоляция
  • Полиэтиленовые экраны
  • Монтаж стального.. экранов
  • Суровые климатические
  • Строительство зимой
  • Принципы в суровом климате
  • Заключение

4-5. КОНСТРУКЦИЯ ГРЕБНЯ ПЛОТИНЫ, БЕРМЫ И КРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ
Для уменьшения высоты плотины за счет сокращения необходимого по расчету возвышения ее гребня над подпорным уровнем на гребне плотины устраивают парапеты. Парапеты выполняют из железобетона или бутовой кладки и рассчитывают на ударное давление волн. Так как парапет представляет собой достаточно жесткую конструкцию, то его целесообразно устраивать на плотинах, осадка которых не вызывала бы его повреждение. Конструкция гребня плотин дана на рис. 4-15.


Рис. 4-15. Гребень плотин Глобочица (а) и Калиман- ци (б) (конструктивные элементы плотин см. на рис. 4-5 и рис. 5-3).

Рис. 4-16. Низовой откос плотины Доспат во время строительства.

Ширина берм каменно-земляных плотин определяется заданными уклонами откосов. Камень, свободно отсыпанный под откос, в зависимости от крупности ложится с уклоном от 1 : 1,25 до 1 : 1,35; поэтому, задаваясь числом отсыпаемых ярусов, можно получить ширину берм, и наоборот. Бермы на низовом откосе покрывают карьерной мелочью и по ним при необходимости устраивают служебные проезды.
Крепление верхового откоса плотины для защиты от волнового воздействия, как правило, не требуется, если в пределах откоса наброска выполнена из прочного и крупного камня, сопротивляющегося воздействию волн. Если же верховая призма выполнена из посредственного по качеству камня или экран плотины покрыт дренирующим грунтом, то по верховому откосу в пределах призмы сработки выполняется крепление. Такое крепление может быть каменным (насыпным) или железобетонным. Вид крепления назначается проектом в зависимости от расчетной высоты волны водохранилища, которая определяется по СНиП П-И.2-71, а при проектировании каменного крепления следует руководствоваться техническими указаниями СН 92-60.
При отсутствии камня или при высокой его стоимости для крепления верхового откоса применяют монолитное железобетонное покрытие, разрезанное температурными и осадочными швами, но с пропущенной через них арматурой. Толщину такого покрытия в зависимости от высоты волны и сейсмических воздействий на плотину принимают равной 0,2— 0,4 м. Выполняется такое покрытие из отдельных железобетонных плит, которые требуют устройства под ними надежной фильтровой подготовки.
Для крепления откосов плотин, образующих водохранилища с невысокими волнами, применяют сухую кладку из отборного камня, укладываемую по мере возведения плотины. Сухой кладкой закреплены откосы плотины Гепач, а также низовой откос плотин Доспат (рис. 4-16) и Высотной Асуанской. Такое крепление одновременно является архитектурным оформлением плотины, о котором нельзя забывать при проектировании. Каменно-земляная или каменнонабросная плотина должна иметь вид не «каменной горы», а инженерного сооружения, которое имеет соответствующие архитектурные формы, хорошо гармонирующие с окружающей местностью и другими наземными сооружениями гидроузла.

Читать еще:  Чем заклеить дверные откосы

З

—плотина, выполненная в основном из глинистых, песчано-глинистых, песчаных и т. п. местных грунтов. В основании земляной плотины допускаются различные грунты — от несжимаемых прочных до сильно сжимаемых малопрочных. Земляные плотины как правило, глухие — без перелива воды через ее гребень. Поперечное сечение (профиль) земляной плотины имеет трапецеидальное или близкое к нему очертание. Основные элементы земляной плотины: тело плотины, противофильтрационные устройства, ограничивающие скорость фильтрационного потока и потери воды через тело и основание плотины, дренажные устройства, принимающие фильтрационную воду в нижний бьеф, и покрытия верхового, низового откосов и гребня, предохраняющие их от разрушающего действия воли, атмосферных осадков, ветра и пр.

Основные параметры земляной плотины: максимальная высота (уклон откосов, выражается обычно отношением высоты к горизонтальной проекции откоса, например 1:3, 1 : 2,5 и т. д.), ширина по гребню, превышение гребня над. Н. П. У. и объем тела плотины. Для оценки эксплуатационного качества земляной плотины важны: положение и очертание поверхности фильтрационного потока в теле плотины (поверхность или кривая депрессии), величина фильтрационного расхода через тело и основание плотины, степень устойчивости откосов (под действием собственного веса, фильтрационной воды, сейсмич. воздействий и пр.). Для надежной работы земляной плотины необходимо, чтобы кривая депрессии была заглублена в тело плотины не менее, чем на глубину промерзания грунта в данном районе, и выклинивалась на низовом откосе под уровень нижнего бьефа либо в границах дренажных устройств; фильтрационный расход не превышал предельного значения, установленного водохозяйственными расчетами; коэфф. устойчивости откосов на сползание был больше единицы и чтобы отсутствовали фильтрационные деформации грунтов в теле плотины, а также в ее основании.

По применяемым материалам и конструкции различают 6 основных типов земляных плотин. Однородная земляная плотина (1-й тип) состоит из одного и того же грунтового материала — песка, супеси, суглинка, глины. Неоднородная земляная плотина (2-й тип) возводится из разнообразных грунтов, начиная с суглинков или глин до гравелисто-щебенистых с расположением более мелкозернистых к верховому, а крупнозернистых к низовому откосу, или мелкозернистых в центральной части, а более крупных — к откосам. 3. п. могут иметь противофильтрационные устройства в виде экрана (3-й тип) или ядра (4-й тип).

Ядро или экран делаются из естественного мелкозернистого материала (суглинка, супеси, а иногда торфа) или из искусственной смеси разных грунтов (напр., жирный суглинок и гравелисто- галечниковый грунт, супесь и жирная глина и др.). Основные части плотины — упорные призмы — выполняются из самых разнообразных крупнозернистых материалов и в частности из камня (в последнем случае плотина называется каменно- земляной).

Между ядром или экраном и призмами при резко различной крупности материалов устраиваются переходные зоны в виде обратных фильтров, состоящих из 1—3 слоев постепенно укрупняющегося к откосам материала. 3. п. могут выполняться с экраном или диафрагмой из железобетона, бетона, металла, дерева и др. материалов (5-й и 6-й типы). Экран или диафрагма (ядро) применяется, если тело плотины образуется из водопроницаемых, крупнозернистых материалов (песка, песчано-гравелистого грунта, гравия).

В основаниях земляных плотин из проницаемых грунтов располагают противофильтрационные устройства. Если водонепроницаемые грунты залегают на небольшой глубине, то всю проницаемую толщу прорезают обычно зубом, диафрагмой (шпунтом) или заглублением в основание ядра или экрана. В тех случаях, когда водонепроницаемые грунты залегают на большой глубине (больше 30—40 л), устраивают глубокую завесу инъекционным способом, нагнетая в толщу грунта цемент, битум, бентонитовые глины, жидкое стекло и др., или удлиняют путь фильтрации устройством понура.

По способу возведения земляные плотины делятся на насыпные и намывные. Насыпные плотины возводятся отсыпкой грунта слоями с уплотнением катками, трамбовками и т. п. Лучшее уплотнение при укатке достигается при определенной влажности грунтов, к-рая, в частности для связных грунтов, близка к границе раскатывания. В связи с этим грунты, подготовленные для отсыпки в 3. п., или дополнительно увлажняются или, наоборот, подсушиваются в зависимости от их естественной (карьерной) влажности. Влажность связных грунтов доводят до оптимальной обычно непосредственно в карьерах.

В СССР в последние годы испытывались и в отдельных случаях применялись способы возведения насыпных плотин без специального уплотнения — с использованием энергии взрыва и пр. В стр-ве земляных плотин широко распространен способ гидромеханизации, т. е. намыва тела плотины. Большинство намывных плотин в СССР возведено из однородного песчаного грунта (1-й тип); неск. плотин, также песчаных, имеют противофильтрационное ядро (5-й тип) или диафрагмы (6-й тип). При разнородном составе намываемого грунта в теле земляной плотины может быть образовано в процессе намыва ядро (по 4-му типу) из мельчайших малоироницаемых частиц. Особенно широко применяется способ гидромеханизации при возведении плотин на широких равнинных реках. Таким же способом построена Мингечаурская плотина на р. Куре длиной ок. 1,5 км и высотой 84 м.

Земляные плотины небольшой высоты (10—12 JM) В СССР строятся по типовым проектам. Для более высоких плотин составляются индивидуальные проекты с обосновыванием их соответствующими расчетами, лабораторными и др. исследованиями. Для проекта 3. п. обычно проводятся разносторонние инже- нерно-геологич. и гидрогеологич. исследования; изучаются грунты в намечаемых карьерах, исследуется фильтрация на моделях и на установках электрогидродина- мич. аналогий (ЭГДА); проверяются осадки плотины, устойчивость откосов, основные конструктивные формы, размеры дренажных и противофильтрационных элементов, параметры крепления верхового откоса и пр.

Основные размеры существующих 3. п. Колеблются в весьма широких пределах: высота до 170 ж, длина до десятков км, объем до десятков млн. м3 (Цимлянская плотина — 30 млн. ж3, плотина Оахи в США — 60 млн. м3), ширина по гребню 3 : 10 и более ж, уклон откосов от 1:1,5 до 1:5. При крупнозернистых грунтах и прочных основаниях назначаются более крутые откосы; при связных мало- плотных грунтах в основании уклоны откосов в отдельных случаях достигают 1 : 15 — 1 : 12. Обычно откосы в верхней части профиля делают круче, чем внизу. В высоких плотинах для упора крепления и удобства стр-ва и эксплуатации делают фермы через 10 ж по высоте и реже.

Читать еще:  Монтаж откосов с аквилоном

Верховой откос 3. п. крепят в зависимости от высоты волны в водохранилище и материала тела плотины. При мелкозернистом материале тела плотины и высоких волнах (до 2 м и выше) крепление выполняют б. ч. из каменной наброски или бетонных армированных плит размером до 10×10 м и более. Плиты связываются между собой арматурой. Гребень крепится в зависимости от его использования (класса дороги). Низовой откос 3. п. обычно засевается травами или одерновывается; иногда-ого покрывают крупнозернистым материалом (гравий, щебень). В пределах колебания уровня воды в нижнем бьефе низовой откос укрепляется аналогично верховому.

Дренаж земляных плотин обычно состоит из обратного фильтра и водоотводящих устройств и выполняется в виде призмы заглубленного в тело тюфяка или галереи на пойменных участках плотины. Водоотводящие устройства осуществляются в виде каменной наброски, крупного гравия или бетонных труб (см. Дренаж). Иногда, преим. в русловой части плотины, применяют наслонный дренаж; понижения кривой депрессии он практически не дает, главная цель его — защита откоса от фильтрационного вымыва грунта.

автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему: Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями

Автореферат диссертации по теме «Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями»

Ежков Алексей Николаевич

КРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ОТКОСОВ ЯЧЕИСТЫМИ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ ПАНЕЛЯМИ С ДИСПЕРСНЫМИ ЗАПОЛНИТЕЛЯМИ

05.23.07 — Гидротехническое строительство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород — 2003

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В НИЖЕГОРОДСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

доктор технических наук, профессор Соболь Станислав Владимирович

доктор технических наук, профессор Бухарцев Владимир Николаевич кандидат технических наук, доцент Григорьев Юрий Семенович

Департамент государственного контроля и перспективного развития в сфере природопользования и охраны окружающей среды МПР России по Приволжскому федеральному округу

Защита диссертации состоится фСкы^р-*1- 2003г. в /Г часов на заседании диссертационного совета Д 212.162.02 при Нижегородском государственном архитектурно — строительном университете по адресу:603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно — строительного университета.

Автореферат разослан МаЖ^ъ-3*- 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Е.В. Колосов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Одной из новых конструкций в гидротехническом строительстве является крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями. Крепление начало применяться в России около 10 лет назад и получает все более широкое распространение при строительстве и ремонте сооружений гидроузлов, мостов, берегоукреплений, особенно на малых реках. Однако диапазон его применения не определен, рекомендации по проектированию до сих пор отсутствуют. Исследование условий применения данного вида крепления является актуальной задачей гидротехнического строительства.

Работа выполнялась в составе МНТП, финансируемой из §53 федерального бюджета, по теме 1.7.98 Ф «Взаимодействие гидроузлов и водохранилищ с основанием и берегами в условиях северной строительно’ климатической зоны», № Гос. per. 01980002759, 1998-1999гг. и теме 1.07.00Ф «Разработка методов прогноза и регулирования взаимодействия | сооружений гидроузлов и водохранилищ с основанием и берегами», № гос.

per. 01200008458, 2000 — 2001 гг.; МНТП «Архитектура и строительство» по теме 08.0105.99П «Разработка концепции рационального использования энергетических ресурсов малых водотоков», №гос. per. 01990004940, ! 1999г., а также в составе договорных НИР практической направленности.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы поставле-• но выполнение комплекса исследований крепления грунтовых откосов

гидросооружений ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными ^ заполнителями на восприятие действующих нагрузок, выявление условий

применения крепления для разработки рекомендаций по проектированию.

Для достижения цели было необходимо решить следующие задачи: 1) провести лабораторное гидравлическое испытание крепления, определить неразмывагощие скорости течения; 2) провести расчетное исследование восприятия креплением волновых нагрузок; 3) выполнить расчетную

ifос НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА !

оценку восприятия креплением ледовых нагрузок; 4) определить возможность применения геотекстильных материалов в качестве обратного фильтра под крепление; 5) выполнить расчетное исследование устойчивости крепления на грунтовых откосах; 6) оценить работу крепления на построенных объектах; 7) составить программу для ЭВМ по автоматизации подбора крепления.

Научная новизна работы. Рассматриваемое крепление до сих пор не было теоретически изучено. В работе достигнута следующая научная новизна:

— выполнением комплекса лабораторных, расчетных, натурных исследований определены неразмывакмцие скорости течения, допустимые значения волновых и ледовых нагрузок на крепление, параметры обратных фильтров из геотекстиля, показатели устойчивости крепления на откосах;

— выявлен количественный эффект от присутствия полиэтиленовых панелей при восприятии креплением действующих нагрузок;

— составлена программа для ЭВМ по автоматизированному подбору крепления.

Достоверность полученных результатов основана на применении апробированных методов исследований в совокупности с натурными данными по конкретным объектам.

Практическое значение. В результате проведенных исследований определен диапазон применения крепления по действующим нагрузкам и I

выработаны практические рекомендации для проектирования, позволяющие расширить число объектов применения крепления.

При участии автора крепление внедрено в проектах 10 гидросооружений на малых реках, 5 из которых построены. Рекомендации по проектированию переданы заинтересованным организациям. Элементы работы использованы в учебном процессе ННГАСУ при выполнении выпускных квалификационных работ и дипломных проектов по специальности «Гид-

На защиту выносятся результаты исследований крепления по не-размывающим скоростям потока, допустимым значениям волновых и ледовых нагрузок, параметрам обратного фильтра из геотекстиля, показателям устойчивости крепления на грунтовых откосах, а также методика автоматизированного подбора крепления.

Апробация работы выполнена на научно-технических конференциях «Строительный комплекс» — Н. Новгород, ННГАСУ, 1998г., «Гидротехническое строительство, водное хозяйство и мелиорация земель на современном этапе» — Пенза: МАНЭБ, 1999г., «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» — Пенза: МАНЭБ, 2000г., «Биосфера и человек — проблемы взаимодействия» — Пенза: МАНЭБ, 2001г., международных научно-промышленных форумах «Великие реки» -Н. Новгород: Нижегородская ярмарка, 2001, 2003гг., международном симпозиуме по проблемам инженерного мерзлотоведения — Якутск: ИМ СО РАН, 2002г.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных трудах.

Объем диссертационной работы составляет 283с., включая аннотацию, введение, 8 глав с 96 рисунками и 40 таблицами, общие выводы, список литературы из 207 наименований и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении определены актуальность темы, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе отражены состояние вопроса, направление и структура проведённых исследований.

Рассмотрены крепления грунтовых откосов в виде облицовок дисперсными несвязными материалами: каменное мощение; наброска; наброска в плетневых клетках в железобетонных ящиках и др., а также условия

Большой вклад в создание и развитие методов расчета креплений на грунтовых откосах внесли: П.К. Божич, В.Н. Бухарцев, М.А. Великанов, В.Н. Гончаров, Ю.С. Григорьев, Ю.Г. Жарков, B.C. Истомина, В.Д. Казарновский, B.C. Кнороз, И.Е. Козицкий, К.Н. Коржавин, В.Е. Короткое, В.И. Костин, Р.К. Кромер, Д.Д. Лаппо, А.М. Латышенков, И.И. Леви, Г.Г. Метелицина, Ц.Е. Мирцхулава, А.Л. Можевитинов, М.П. Павчич, Н.Г. Пивовар, М.Э. Плакида, Г.Х. Праведный, Б.А. Пышкин, И.С. Румянцев, П.Г. Рыбчевский, Б.И. Студеничников, К. Терцаги, К.П. Тоустошей, Р.Р. Чугаев, А.Д. Шабанов, B.C. Шайтан, П.А. Шанкин и др. учёные.

Читать еще:  Как посчитать откосы отсыпки

В последние годы в конструкции креплений стали применяться ячеистые полиэтиленовые панели. Впервые они появились около 10 лет назад в г. Н. Новгороде (и, по-видимому, в России) из США под наименованием «GEOWEB», сейчас изготовление панелей освоено отечественными предприятиями.

Ячеистая полиэтиленовая панель — это гибкая конструкция, выполненная из высокопрочных полиэтиленовых лент путем их сварки по отдельным линиям. В растянутом состоянии образуется сквозная ячеистая панель (рис. 1), которая может укладываться на грунт и загружаться заполнителем. Высота панели — 0,10, 0,15 или 0,20 м, средний диаметр ячейки — 0,17 м.

Крепление с применением панелей осуществляется следующим образом. Панели на откосе соединяются между собой металлическими скобами, образуя сплошное покрытие. При необходимости они анкеруются к грунту специальными стержнями. Панели могут укладываться непосредственно на грунт или на обратный фильтр из дисперсных грунтовых или не-тканных синтетических материалов. Ячейки панелей заполняются материалом крепления — камнем, щебнем, гравием, песчано-гравийной смесью.

В работе выполнен полный комплекс исследований описанного крепления на восприятие действующих нагрузок. При этом проявлено стремление применять, по возможности, методы, требующие небольшого количества исходной информации, апробированные практикой и рекомендованные нормативными документами, с корректировкой их для учёта особенностей рассматриваемого крепления.

Вторая глава посвящена экспериментальному гидравлическому исследованию крепления, задачей которого является определение неразмы-вающих скоростей течения воды в зависимости от крупности заполнителя и выявление эффекта от применения полиэтиленовых панелей.

Выполнен анализ понятия неразмывающей скорости у разных исследователей: Н.А. Бакониной, М.А. Великанова, В.Н. Гончарова, К.В. Гри-шанина, Ю.Г. Жаркова, B.C. Кнороза, В.Е. Короткова, С.С. Павловского, А.Н. Рахманова, М.М. Селяметова, Б.И. Студеничникова, В.Ш. Цыпина,

А.И. Чекренева. Принято следующее определение: неразмывающая скорость — это средняя скорость потока, при которой начинается движение частиц дисперсного материала, слагающего крепление. При этом допускается возможность вымыва верхнего слоя частиц заполнителя на некоторую глубину (Баконина Н.А.).

Для выполнения исследования задействованы две лабораторные установки.

Первая установка представляет собой длинный гидравлический лоток с постоянным уклоном, равным 0,01185. Длина лотка 5,4м, ширина 0,31м, высота 0,51м. На выходе имеется задвижка для регулирования глубины в лотке. Расход воды можно регулировать задвижкой на подающем трубопроводе. Скорость течения регулируется в пределах до 1,2 м/с изменением глубины потока в лотке или изменением расхода подаваемой воды. Данный лоток использовался для испытания креплений с заполнением песком и мелким гравием.

Вторая установка представляет собой короткий гидравлический лоток с переменным уклоном высотой 0,80м, шириной 0,31м, длиной 2,40м. Диапазон изменения уклона: 0,04173 — 0,61367. На выходе установлена задвижка для регулирования глубины потока в лотке. Регулирование скорости потока осуществляется за счет изменения его глубины, а также за счет изменения уклона лотка. Изменение расхода воды — за счет пуска или остановки насосов. Потоком в лотке достигается скорость 4,0 м/с. Данный лоток применялся для испытания креплений с заполнителем крупностью более 5 мм. Установка была построена специально для проведения настоящих исследований.

Глубина потока воды в лотках замеряется линейками с делениями через 1 мм. Расход воды в длинном лотке определяется с помощью треугольного водослива, в коротком лотке замеряется объемным способом -наполнением бака, по количеству и типу работающих насосов. Средние

скорости в лотках определялись делением расхода на площадь живого сечения потока, а также замерялись трубками Пито.

Испытания проведены в естественных геометрических и скоростных условиях без масштабирования, при глубине потока до 0,5 м. Существо методики испытаний заключалось в следующем. На дне лотка закреплялся фрагмент ячеистой панели. Ячейки засыпались материалом крепления (с уплотнением). Лоток предварительно наполнялся водой, затем в него подавался заданный расход, при помощи задвижки на выходе постепенно снижалась глубина потока и, следовательно, возрастала скорость течения воды. Наблюдатель визуально устанавливал два момента: а) начало срыва отдельных частиц и б) начало сплошного движения частиц заполнителя, а также состояние, близкое к началу движения частиц и постепенное затухание движения частиц после размыва крепления на некоторую глубину. В указанные моменты замерялись глубина водного потока А, скорость V по трубкам Пито, расход а также вычислялась средняя скорость делением расхода на площадь живого сечения потока. Если при заданном расходе воды и минимальной глубине потока 0,05м движение частиц крепления не наблюдалось, то увеличивался расход, подаваемый в лоток, или, применительно к короткому лотку, менялся его уклон, и испытание повторялось. С каждым из заполнителей успешный опыт проводился не менее пяти раз.

Испытаниям были подвергнуты фрагменты панели СЕОУЕВ высотой 0,15м с заполнением песком мелким с1=0,1-¡-0,25мм, средним 6=0,25-5-0,5мм и крупным 6=0,5+1,6мм, гравием мелким с1=2,5мм, средним (1=5мм и крупным 300 кПа) грунтах основания от 170 до 700кН/м. Выявлено, что в природных условиях Нижегородской области рассматриваемое крепление можно применять для откосов сооружений на малых реках, подверженных ударному воздействию льда толщиной 0,75+1,0м в период ледохода.

Выполнена расчётная оценка надвига льда на откос (Козицкий И.Е.) с учётом присутствия панелей в креплении. Отмечается, что в условиях Нижегородской области величина давления надвинутого льда на откос составит Рн — 6,8+9,0 кПа, т.е. несущественна.

Далее выполнена оценка устойчивости крепления против истирающего воздействия льда по двум схемам.

1. Оценка устойчивости элемента крепления (панели с заполнителем). Критерием устойчивости использовано выражение (Шайтан B.C.)

где FT, Ff — соответственно сила трения на нижней границе крепления и продольная нагрузка на крепление при истирающем воздействии льда, кН/м. Рассмотрены наиболее неблагоприятные условия работы: панель 1 располагается параллельно откосу меньшей стороной (2,44м) и ниже уров-

ня воды, находясь во взвешенном состоянии; взаимодействие панелей не учитывается; анхеровка отсутствует; крепление лежит на фильтре из геотекстиля. По результатам расчётов, оформленных в виде графиков зависимости коэффициента устойчивости от толщины льда и заложения откоса,

выяснилось, что крепление обладает большим (>2) запасом устойчивости к истирающему воздействию льда толщиной до 0,5м, а при А^0,5м этот запас мало зависит от заложения откоса.

2. Оценка устойчивости заполнителя панелей. Размещением камня внутри ячейки определяется площадь его поверхности, подверженная действию сдвигающей нагрузки при истирающем воздействии льда. При допущении, что элемент заполнителя максимально может выступать над поверхностью панели на 0$й, получена зависимость крупности дисперсного материала в креплении от расчётных параметров льда

где К,=0,07 для щебня, 0,14 для гравия; А — коэффициент, зависящий от толщины льда (СН 76-66); Яс — расчётное сопротивление льда сжатию, кПа; остальные обозначения известны.

Результаты расчётов по (7) при Лс=450 кПа (весенний ледоход) обобщены в виде графиков (рис. 4). с) ,м.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector