plik

Politechnika Wroc awska

Instytut Geotechniki i Hydrotechniki

Zak ad Budownictwa Wodnego i Geodezji

Prowadz cy: dr in . Andrzej Popow

Temat projektu z przedmiotu:

BUDOWLE WODNE - PODSTAWY

Nr tematu

Km 3+450

Student: Micha Nycz

Zakres prac:

Na podstawie profilu poprzecznego i pod

nego rzeki

……………………………..…

obliczy i narysowa krzyw wydatku przekroju Q=f(h) ze wzoru Manninga.

Obliczy

wiat o jazu ruchomego/sta ego.

Wykona obliczenia hydrauliczne i wyznaczy krzyw wydatku jazu

sta ego/ruchomego.

Obliczy potrzebn d ugo

cianek szczelnych metod przybli on , przy za

eniu

sta ej pr dko ci wzd

drogi filtracji.

Dla za

onej konstrukcji jazu sprawdzi stateczno

p yty jazu na wyp yni cie i

ca ej budowli na przesuni cie w p aszczy nie posadowienia.

Wykona rysunki : szkic sytuacyjny, widok z góry, przekrój poprzeczny jazu.

Wykona opis techniczny budowli wodnej

Dane wyj ciowe do projektu:

- wysoko

pi trzenia jazu H =

3.0 m

- grunty pod

piasek

- rz dna warstwy nieprzepuszczalnej

: 12,16 m n.p.m.

Podpis prowadz cego

…..…………………….

Click here to buy

Click here to buy

Wyznaczenie krzywej wydatku

Wyznaczenie wspó czynników szorstko ci pod

= 27,4

= 42,83

= =

27,4

42,83 = 0,6397

= 32,63 = = 1,3126 = 0,0015

= 0,073

Wspó czynnik szorstko ci dna koryta wynosi n=0,073

= 149

= 109,93

= 32,63 =

= 3,3680 = 0,0015

0,073 ×

(3,3680) × (0,0015) × 109,93 +

= 149

= 17,1919

= 5,91

= 6,78

= 32,93

= 30,2

= 38,84

= 36,98

= 1,0503

= 0,4426

= 0,09

Click here to buy

Click here to buy

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1,70

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

2,50

2,60

2,70

2,80

2,90

3,00

3,10

3,20

3,30

3,40

3,50

3,60

3,70

3,80

3,90

4,00

4,10

4,20

4,30

4,40

100

110

120

130

[m]

Q [m3/s]

H(Q)

r- 27,4 m3/s

m.p.p

z=1,42 m
H= 4,97m

m- 109 m3/s

k- 118m3/s

r- 27,4 m3/s

m- 109 m3/s

k- 118m3/s

140

150

160

170

H(Q)

kmax- 149 m3/s

Click here to buy

Click here to buy

Wyznaczenie wiat a jazu

Jaz wykonujemy, w celu zainstalowania elektrowni

= 0,8 × 9,81 × 27,4 × 3 = 645

Ze wzgl du na moc elektrowni projektowany jaz b dzie budowl pi trz

klasy IV

Przyj to prawdopodobie stwo przep ywów:

p=1% dla wody miarodajnej

= 109

p=0,5% dla wody kontrolnej

= 118

Wzniesienie korony budowli ponad obliczeniowy poziom zwierciad a wody

– okre lenie max p. p.

Dla budowli betonowych – 0,5 m

Dla budowli ziemnych – 0,7 m

Przyj to max nadpi trzenie

= (

+ 3)

= 4,97

3,55 = 1,42

Rz dne wody za jazem:

= 109 ,

= 3,55

= 118 ,

= 3,67

Rz dne wody przed jazem –

max

. =

= 3,80

Click here to buy

Click here to buy

2.1 Obliczenie wiat a jazu

Przyjmuj

= 1,42 ,

= 3

= 0,55

= 1,97

= 4,97

= 138,38

= 0,79

= 2,00

(

) =

= 1 = 1 < 0,6 = 1,182

Warto ci stablicowane:

= 0,67 = 0,486

= 35°,

= 45°,

0,9

3 = 0,3 = 0,956

= 0,27 = 0,991

Click here to buy

Click here to buy

= 0,91 > (0,85 ÷ 0,9),

= 1 0,2

= 1

0,18

(

) =

+ (

)

) =

(

= 0,486

9,65 4,43 2 0,956 0,991 0,981

= 109,39

= 1

Przednia

ciana

= 0,45

Filary d=2m

Click here to buy

Click here to buy

Wyznaczenie krzywej wydatku jazu

3.1 Wyznaczenie wymiarów klapy

Przyj to zamkni cie klapowe

= 3,0

= 1,97

= 1,97 + 3 = 4,97

+ 0,3 = 4,97 3 + 0,3 = 2,27

= 2

= 6

Click here to buy

Click here to buy

3.2 Wyznaczenie przep ywów w zale no ci od po

enia klapy

Przyk ad oblicze :

H = 0,18 m

= 1

= 1 0,2

= 1 0,0093

= 0,9983

= 28,95 0,4786

9,81 0,18 0,9983 1 = 4,680

(

) = 138,38

4,680

138,38 = 0,0338

= 0,18 +

0,0338

9,81 = 0,1801 m = 0,9983

= 28,95

0,4786

9,81 0,1801

0,9983 1 = 4,682

Odczytano z krzywej przep ywu:

= 0,91 < (

) = (3 + 1,79) = 4,79

Przep yw swobodny

H/R

0,18

0,030

0,4783

Click here to buy

Click here to buy

Przep ywy w zale no ci od po

enia klapy:

Zestawienie przep ywów:

0,00

0,000

0,18

4,682

0,31

10,650

0,46

19,317

0,61

29,441

0,78

42,344

0,96

56,961

1,14

72,473

1,33

88,775

1,53

105,927

1,73

121,302

H/R

pg+y

0,45 0,18 0,9983

0,030 0,4786

4,680

138,38 0,0338 0,1801 0,9983

4,682

0,91 1,79 1,45 4,79

0,45 0,31 0,9971

0,052 0,4818 10,634 138,38 0,0768 0,3103 0,9971 10,650 1,34 1,66 1,6

4,66

30 0,45 0,46 0,9957

6 0,077 0,4833 19,255 138,38 0,1391 0,4610 0,9957 19,317 1,73 1,51 1,74 4,51

0,45 0,61 0,9943

0,102 0,4819 29,277 138,38 0,2116 0,6123 0,9943 29,441 2,03 1,35 1,86 4,35

0,45 0,78 0,9927

0,130 0,4785 41,967 138,38 0,3033 0,7847 0,9927 42,344 2,36 1,19 1,98 4,19

15 0,45 0,96 0,9910

6 0,160 0,4703 56,225 138,38 0,4063 0,9684 0,9910 56,961 2,69 1,01 2,07 4,01

0,45 1,14 0,9894

0,190 0,4611 71,214 138,38 0,5146 1,1535 0,9892 72,473 2,98 0,83 2,15 3,83

0,45 1,33 0,9876

0,222 0,4469 86,820 138,38 0,6274 1,3501 0,9874 88,775 3,26 0,64 2,22 3,64

0 0,45 1,53 0,9857 0,988

6 0,255 0,4361 103,084 138,38 0,7449 1,5583 0,9855 105,927 3,52 0,44 2,26 3,44

-5

0,45 1,73 0,9839 0,957

0,288 0,4279 117,574 138,38 0,8496 1,7668 0,9835 121,302 3,72 0,24 2,29 3,24

Click here to buy

Click here to buy

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

90,000

100,000

110,000

120,000

130,000

H [m]

Q [m^3/s]

KRZYWA WYDATKU JAZU

H(Q)

Click here to buy

Click here to buy

4.1 Obliczenie pierwszej i drugiej g boko ci sprz onej

= 33 ; = 3 = 9,65

= 3 ; = 1,1

Przyj to zag bienie niecki wypadowej d= 0,6 m

= 0

0,91

4,682 0,1617 0,143

0,6 0,0338 0,18 3,780

0,024 0,17 3,350 0,4795

3,15

1,1

1,34

10,650 0,3679 0,248

0,6 0,0770 0,31 3,910

0,045 0,18 3,254 0,8056

2,41

1,1

1,73

19,317 0,6672 0,368

0,6 0,1396 0,46 4,061

0,080 0,22 2,904 1,0693

2,18

1,1

2,03

29,441 1,0170 0,488

0,6 0,2128 0,61 4,212

0,119 0,24 2,770 1,3508

1,95

1,1

2,36

42,344 1,4627 0,621

0,6 0,3060 0,78 4,385

0,169 0,27 2,592 1,6105

1,84

1,1

2,69

56,961 1,9676 0,757

0,6 0,4116 0,96 4,569

0,224 0,30 2,445 1,8513

1,78

1,1

2,98

72,473 2,5034 0,889

0,6 0,5237 1,14 4,754

0,281 0,32 2,336 2,0768

1,72

1,1

3,26

88,775 3,0665 1,018

0,6 0,6415 1,33 4,951

0,338 0,33 2,300 2,3410

1,65

1,1

3,52 105,927 3,6590 1,145

0,6 0,7655 1,53 5,160

0,397 0,35 2,218 2,5397

1,62

1,1

3,72 121,302 4,1901 1,253

0,6 0,8766 1,73 5,369

0,447 0,36 2,184 2,7372

1,58

1,1

Click here to buy

Click here to buy

ugo niecki wypadowej (wg Smetany)

= 6

= 0,8;

[ ]

2,18

3,65

4,75

5,91

6,92

7,81

8,62

9,61

10,28

10,99

4.2 Obliczenie po

enia g boko ci h1 – w celu okre lenia po

enia dylatacji

Z oblicze wynika, e dylatacja powinna znajdowa si na

progu, zatem przyj to jej po

enie zaraz za progiem jazu.

0,7H

Lb+Lk

0,18

0,126

1,79

5,39

1,45 0,1617 1,283 1,345 2,795

2,18

4,98

0,31

0,217

1,66

5,26

1,6

0,3679 1,695 1,755 3,355

3,65

7,01

0,46

0,322

1,51

5,11

1,74 0,6672 2,072 2,115 3,855

4,75

8,60

0,61

0,427

1,35

4,95

1,86 1,0170 2,382 2,393 4,253

5,91

10,16

0,78

0,546

1,19

4,79

1,98 1,4627 2,679 2,647 4,627

6,92

11,55

0,96

0,672

1,01

4,61

2,07 1,9676 2,928 2,839 4,909

7,81

12,72

1,14

0,798

0,83

4,43

2,15 2,5034 3,137 2,981 5,131

8,62

13,75

1,33

0,931

0,64

4,24

2,22 3,0665 3,294 3,062 5,282

9,61

14,90

1,53

1,071

0,44

4,04

2,26 3,6590 3,416 3,101 5,361 10,28 15,65

1,73

1,211

0,24

3,84

2,29 4,1901 3,460 3,061 5,351 10,99 16,34

Click here to buy

Click here to buy

4. Obliczenie d ugo ci cianek szczelnych

4.1 Obliczenie cianek szczelnych dla budowli tymczasowej – (wzniesionej na czas budowy

jazu)

Click here to buy

Click here to buy

Na czas budowy jazu wykonuje si budowl tymczasow zabezpieczaj

nie

powstaj cy jaz. Stanowi j

cianki szczelne, które dla projektowanego jazu b

mia y

ugo nad poziomem terenu L

=3,17 m, natomiast poni ej poziomu terenu L

=6,14 m. Po

wybudowaniu jazu cianki szczelne pod ziemia nie b

usuwane i b

zabezpiecza jaz

przed szkodliwym dzia aniem filtracji.

4.2 Obliczenie cianek szczelnych – metoda po rednia

Metoda Bligha pozwoli sprawdzi nam ile powinna wynosi minimalna d ugo

cianek

szczelnych.

Zak adam grubo p yty niecki wypadowej =3m

Wspó czynnik C

= 12,0 dla piasku grubego

= 4,97 1,97 = 3

potrzebna d ugo filtracji

= 12 3 = 36

enie – pr dko filtracji sta a wzd

ca ej drogi filtracji

suma odcinków pionowych

suma odcinków poziomych

Click here to buy

Click here to buy

+ 3,6
+ 3,1

= 5 + 7,6 + 16 = 28,6

= 2

+ 3,1 + 2

+ 3,6 = 6,7 + 2(

)

= 28,6 + 0,5 = 29,1

36 = 29,1 + 6,7 + 2(

)

= 0,1

Z oblicze wynika, e czna d ugo

cianek szczelnych powinna wynosi 10 cm, co jest ju

osi gni te, dzi ki ciankom szczelnym pozosta ym po budowli tymczasowej.

4.2 Sprawdzenie warto ci lokalnych gradientu hydraulicznego

Obliczenie warto ci i zostanie wykonane za pomoc siatki hydrodynamicznej (program Hydraulik):

- d ugo

cianki szczelnej budowli tymczasowej (poni ej poziomu terenu)

= 6,14 3,6 = 2,54

Click here to buy

Click here to buy

Siatka hydrodynamiczna:

= 6

= 26

= 0,0001

26 = 0,0000692

26 = 0,1154 = 0,71 =

= 0,1625

Sprawdzenie warunku:

= 1,5 = 2,65 = 0,36

= 1

= 1,5 0,1625 = 0,24 <

(

) (

= 1,0

Click here to buy

Click here to buy

4.3 Sprawdzenie stateczno ci pod

a na ko cowym odcinku filtracji

cianka szczelna,

yty z otworami

filtracyjnymi,

3. narzut doci aj cy,
4. warstwa filtra,
5. mata filtracyjna
6. linie pr du,

= 3,65

= 1,5 1 +

1,2 – zatem nie

trzeba doci

pod

a na

ko cowym odcinku filtracji,
jednak e e wzgl dów
konstrukcyjnych przyjmuje

= 0,60

Sprawdzenie stateczno ci p yty jazu na wyp yni cie i ca ej budowli na przesuni cie

w p aszczy nie posadowienia

5.1 Obliczenie stateczno ci jazu na wyp yni cie

= 90,21 24,00 = 2165,04

= 131,45 10 = 1314,5

= 1,1

= =

= 1,65 > 1,1 =

- Warunek zosta spe niony

Click here to buy

Click here to buy

5.2 Obliczenie stateczno ci jazu na przesuni cie

)

(

)

Gdzie:

pionowe sk adowe obci enia od masy konstrukcji i wody,

si a wyporu dzia aj cego na (a-b),

suma si poziomych dzia aj cych od strony górnej wody w sk ad której mo na

zaliczy parcie poziome wody na odcinku (a-c), parcie rumowiska, parcie wiatru,

suma si poziomych dzia aj cych od strony dolnej wody (b-d),

parcie czynne gruntu od strony górnej (a-e),

;

parcie czynne i bierne gruntu od strony dolnej wody (b-f),

c – spójno gruntu (kohezja),

wspó czynnik tarcia pomi dzy betonem a gruntem.

= 1,1 dla budowli klasy IV

= 10

= 24

= 26

= 33,5°

= 131,45 10 = 1314,5

= 0,60

= 0

= 11,32 10,00 = 113,2

= 42,75 10,00 = 427,5

= 90,21 24,00 = 2165,04

= 10

Click here to buy

Click here to buy

Parcie czynne:

= 0,2887

[(26 3,6 0,2887) 3,6]

= 48,64

Parcie bierne:

45 +

= 3,4637

[(26 3,6 3,4637) 3,6]

= 583,56

= 2

4,97

10 = 123,51

= 2

1,97

10 = 19,41

)

(

)

[(11,32 + 427,5 + 2165,04 + 10 1314,5) 0,6 + 583,56]

[(123,51 + 48,64) (19,41 + 48,54)]

1363,176

104,2

= 13,08 > 1,1 =

Ecg

Ebd

Click here to buy

Click here to buy