Другие виды статических расчетов плотин
Расчет устойчивости грунтового экрана. Различают два вида экранов — толстый и тонкий. Расчет устойчивости толстого экрана выполняют по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения. Устойчивость тонкого экрана определяют по формуле:
Расчет устойчивости пригрузки (защитного слоя, уложенного на экран). Методика расчета здесь будет такой же, как и для случая расчета тонкого экрана. Сила активного давления грунта Еакт будет справа от вертикали (рис. 5.33,6). Ее определяют по формуле:
Пригрузку обычно выполняют из несвязных грунтов, поэтому в формуле (5.39) сцепление не учитывают.
Коэффициент запаса устойчивости откоса:
Это же условие устойчивости откоса вытекает из формулы для расчета откосов по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. Устойчивость откоса не зависит от его высоты (плотины), плотности грунта.
Графики для расчета устойчивости откосов. Для плотин из однородных грунтов устойчивость откосов можно определить по графику Тейлора (рис.5.34). В этом графике дана зависимость между углом наклона откоса к горизонту 0 и вспомогательным показателем.
Основы расчета осадок плотин. В естественных условиях грунты под воздействием собственного веса находятся в напряженном состоянии. Такое напряженное состояние называется природным и изменяется с глубиной по линейному закону.
Для однородных грунтов естественной влажности нормальные напряжения по горизонтальным площадкам вычисляют по формуле:
При насыщении грунтов водой их плотность принимают с учетом взвешивания в воде.
Если на поверхности грунта приложена нагрузка, то в его толще возникнут дополнительные напряжения. Суммируя природное и уплотняющее напряжения, прогнозируют напряженное состояние грунта в рассматриваемой точке. Суммарные осадки плотин состоят из осадок плотины и основания. Учет осадок позволяет определить строительную высоту плотины и увеличение объема насыпи грунта. При расчете осадок вес тела плотины рассматривается как внешняя нагрузка.
Конечные (сложившиеся годами) осадки грунтовых плотин называют стабилизированными. Их расчет ведут по вертикалям, число которых принимают не менее трех:
Формула (5.42) справедлива при сплошной, равномерно распределенной нагрузке, расположенной на неограниченной площади. Считают, что этому условию отвечает нагрузка тела плотины.
Уплотняющее давление в основании при внешней нагрузке, изменяющейся по закону прямой, можно определить по графику Остенберга (рис.5.35), используя зависимость:
Если осадку грунтовой плотины определить к концу заданного промежутка времени, когда она полностью еще не завершилась, то она будет нестабилизированной. Приближенно ее определяют по эмпирической формуле: (5.42). Формула (5.44) справедлива при отношении толщины сжимаемого слоя к ширине плотины по основанию больше единицы.
