D P. Rys. 1 Schemat hydrauliczny obliczeń filtracji przez zaporę ziemną z drenażem

Transkrypt

1 Kostrukcje budowle zeme OBLICZENIA WSPÓŁCZYNNIKA STATECZNOŚCI SKAPY ODWODNEJ METODĄ FELLENIUSA DLA ZAPOY ZIEMNEJ BEZ ELEMENTÓW USZCZELNIAJĄCYCH Z DENAŻEM Zapora zema posadowoa a podłożu przepuszczalym Wszystke ozaczea do oblczeń zajdują sę a schemace Hz H 1:m 1 D P b k x 1:m2 z l h0 k0 Th I B L II L1 ys. 1 Schemat hydraulczy oblczeń fltracj przez zaporę zemą z dreażem Dae wyjścowe: Wysokość zapory: Zwercadło wody górej: Zwercadło wody dolej: Szerokość koroy: Nachylee skarp: Szerokość podstawy zapory: Grut korpusu zapory: Grut podłoża: H z = 10,70 m, H = 8,00 m, h 0 = 0,60 m, b = 3,00 m, 1:m 1 = 1:2,5; 1:m 2 = 1:2, B = 51,15 m. Pasek droby (P d ), I D = 0,80 Pospółka (Po), I D = 0,50 Ops metody Felleusa. Została opracowaa przez Szwedzką Komsję Geotechczą w latach Metoda ta powstała w wyku badań ad osuwskam skarp a trasach kole szwedzkch. Metoda jest metodą blokową (pasków) zalczaą do grupy metod rówowag graczej. W metodze Felleusa przyjmuje sę astępujące założea: poślzg potecjalej bryły osuwskowej występuję a powerzch walcowo-kołowej; sły oddzaływaa pomędzy blokam są rówoległe do podstawy bloku e wpływają a wartość reakcj ormalej do podstawy bloku oraz wartość sł oporu ścaa. współczyk stateczośc defoway jest jako stosuek sumy mometów sł berych (utrzymujących rówowagę) sł czyych (zsuwających). Oblczea współczyka stateczośc operają sę a astępujących założeach: płaskego stau aprężea odkształcea, hpotezy wytrzymałoścowej Culomba-Mohra, ezależośc parametrów φ c od czasu, występowaa wzdłuż całej powerzch poślzgu jedakowych przemeszczeń. 1

2 Współczyk stateczośc wyzacza sę ze wzoru: gdze: F u = = = M M o T S ( N tgφ + c A ) S Kostrukcje budowle zeme M u momety sł utrzymujących, [knm], M o momety sł zsuwających, [knm], promeń krzywej poślzgu, [m](ależy wyzaczyć z rysuku), N składowa ormala wykająca z cężaru bloku, [kn] S składowa stycza wykająca z cężaru bloku, [kn], A powerzcha podstawy bloku, [m2], A = l 1, 0m l długość podstawy bloku, [m] φ kąt tarca wewętrzego grutu w którym zajduje sę podstawa bloku, [ ] c spójość grutu w którym zajduje sę podstawa bloku, [kpa]. Uwag do oblczeń: Oblczea ależy przeprowadzć dla: os obrotu dobraej tak, żeby potecjala powerzcha poślzgu mała swój początek w stope skarpy odwodej, a koec w obryse koroy zapory; uzyskaa w te sposób potecjala powerzcha poślzgu powa przechodzć częścowo w podłożu korpuse zapory, szerokość bloku (paska) powa wyosć: b = 1,0 m, podzał potecjalej bryły osuwskowej a blok ależy dokoać od płaszczyzy rówowag w keruku częśc wyższej ższej skarpy odwodej. 2

3 Kostrukcje budowle zeme ys. 2. Zapora zema wraz z przyjętą potecjalą bryłą osuwskową. Oblczea stateczośc skarpy odwodej metodą Felleusa. 3

4 Tabela 1. Zestawee parametrów geotechczych grutu korpusu podłoża zapory zemej Zakładamy: Korpus zapory Podłoże zapory I D I L 0,80-1,00 0,00-0,25 0,45-0,80 0,15-0,40 Parametr Korpus (Pd) I D = 0,8 Podłoże (Po) I D = 0,5 wlgoty mokry mokry ρ s 2,65 2,65 2,65 ρ 1,85 2,00 2,05 w 14,00 22,00 18,00 ρ d 1,62 1,64 1,74 0,39 0,38 0,34 ρ sr 2,01 2,02 2,08 ρ' 1,01 1,02 1,08 φ 38,5 c 0,0 0,0 100 ρ ρd = w ρs ρd = ρ 32,0 ρsr = ( 1 ) ρ' = ρ ρ s, ρ, w, φ, c - parametry gruty w oparcu o PN-B-03020:1981 sr s 1 ρ + ρ s w ys. 3. Zasady przyjęca gęstośc objetoścowej grutu dla poszczególych częśc bryły osuwskowej

5 Tabela 2. Zestawee powerzch poszczególych bloków Korpus zapory zemej pod krzywą fltracj ad krzywą fltracj Podłoże zapory zemej a b h F a b h F a b h F m m 2 m m 2 m m 2 1 0,0 0,2 0,5 0,05 0,0 0,2 0,5 0,05 2 0,2 0,6 1,0 0,40 0,2 0,7 1,0 0,45 3 0,6 1,0 1,0 0,80 0,7 1,1 1,0 0,90 4 1,0 1,4 1,0 1,20 1,1 1,4 1,0 1,25 5 1,4 1,8 1,0 1,60 1,4 1,6 1,0 1,50 6 1,8 2,2 1,0 2,00 1,6 1,7 1,0 1,65 7 2,2 2,6 1,0 2,40 1,7 1,8 1,0 1,75 8 2,6 3,0 1,0 2,80 1,8 1,9 1,0 1,85 9 3,0 3,4 1,0 3,20 1,9 1,8 1,0 1, ,4 3,8 1,0 3,60 1,8 1,7 1,0 1, ,8 4,2 1,0 4,00 1,7 1,6 1,0 1, ,2 4,6 1,0 4,40 1,6 1,4 1,0 1, ,6 5,0 1,0 4,80 1,4 1,1 1,0 1, ,0 4,4 1,0 4,70 0,0 1,0 1,0 0,50 1,1 0,7 1,0 0, ,4 4,3 1,0 4,35 1,0 1,5 1,0 1,25 0,7 0,2 1,0 0, ,3 3,9 1,0 4,10 1,5 2,0 1,0 1,75 0,2 0,0 1,0 0, ,9 3,2 1,0 3,55 2,0 2,5 1,0 2, ,2 2,3 1,0 2,75 2,5 3,0 1,0 2, ,3 1,3 1,0 1,80 3,0 3,5 1,0 3, ,3 0,0 1,0 0,65 3,5 4,0 1,0 3, ,0 3,1 1,0 3, ,1 1,4 1,0 2, ,4 0,0 0,7 0,49 Nr bloku Ozaczea do tabel: a, b długość boczych płaszczyz bloku, [m] h wysokość (szerokość bloku), [m] a1 a2 b2 b1 Pasek r 15 składa sę z 3 częśc: 1 - część korpusu zapory ad krzywą fltracj 2 - część korpus zapory pod krzywą fltracj 3 - część w podłożu zapory a1, a2, a3 - wymar "lewy" bloku b1, b2, b3 - wymar prawy bloku h - szerokość bloku a3 h b3 ys. 4. Podzał bloku r 15 a częśc Metoda Felleusa

6 Tabela 3. Zestawee cężarów poszczególych bloków Korpus zapory zemej Podłoże zapory zemej pod krzywą fltracj ad krzywą fltracj W F ρ W c1 F ρ W c2 F ρ W c3 m 2 - g/cm 3 kn m 2 - g/cm 3 kn m 2 - g/cm 3 kn kn 1 0,05 1,02 0,50 0,05 1,08 0,53 1,03 2 0,40 1,02 4,00 0,45 1,08 4,77 8,77 3 0,80 1,02 8,00 0,90 1,08 9,54 17,54 4 1,20 P d, 1,02 12,01 1,25 P o, 1,08 13,24 25,25 5 1,60 ρ' 1,02 16,01 1,50 ρ' 1,08 15,89 31,90 6 2,00 1,02 20,01 1,65 1,08 17,48 37,49 7 2,40 1,02 24,01 1,75 1,08 18,54 42,56 8 2,80 1,02 28,02 1,85 1,08 19,60 47,62 9 3,20 2,02 63,41 1,85 2,08 37,75 101, ,60 2,02 71,34 1,75 2,08 35,71 107, ,00 2,02 79,26 1,65 2,08 33,67 112, ,40 2,02 87,19 1,50 P o, 2,08 30,61 117, ,80 2,02 95,12 1,25 ρ sr 2,08 25,51 120, ,70 P d, 2,02 93,14 0,5 1,85 9,07 0,90 2,08 18,36 120, ,35 ρ sr 2,02 86,20 1,25 1,85 22,69 0,45 2,08 9,18 118, ,10 2,02 81,25 1,75 1,85 31,76 0,10 2,08 2,04 115, ,55 2,02 70,35 2,25 1,85 40,83 111, ,75 2,02 54,49 2,75 P d, 1,85 49,91 104, ,80 2,02 35,67 3,25 ρ 1,85 58,98 94, ,65 2,02 12,88 3,75 1,85 68,06 80, ,55 1,85 64,43 64, ,25 1,85 40,83 40, ,49 1,85 8,89 8,89 Nr bloku Ozaczea do tabel: F powerzcha bloku, [m 2 ] ρ gęstość objętoścowa grutu, [g/cm 3 ] W c1, W c2, W c3 cężar poszczególych częśc bloku, [kn] W cężar całkowty bloku, [kn] α sα = x b l = cosα α = arcs x α ys. 5. Określee kąta achylea α długośc l podstawy bloku Metoda Felleusa

7 Tabela 4. Oblczee współczyka stateczośc metodą Felleusa Nr bloku W x α φ c b l o φ, c dla grutu o kn m kpa m m kn kn kn 1 1,03-7,2-26,93 38,5 0,0 0,5 0,56-0,47 0,92 0,73 2 8,77-6,5-24,13 38,5 0,0 1,0 1,10-3,59 8,00 6, ,54-5,5-20,24 38,5 0,0 1,0 1,07-6,07 16,46 13, ,25-4,5-16,44 38,5 0,0 1,0 1,04-7,15 24,22 19, ,90-3,5-12,72 38,5 0,0 1,0 1,03-7,02 31,12 24, ,49-2,5-9,05 38,5 0,0 1,0 1,01-5,90 37,03 29, ,56-1,5-5,41 38,5 0,0 1,0 1,00-4,01 42,37 33, ,62-0,5-1,80 38,5 0,0 1,0 1,00-1,50 47,59 37, ,16 0,5 1,80 38,5 0,0 1,0 1,00 3,18 101,11 80, ,05 1,5 5,41 38,5 0,0 1,0 1,00 10,10 106,57 84,77 podłoża - P o ,93 2,5 9,05 38,5 0,0 1,0 1,01 17,76 111,53 88, ,80 3,5 12,72 38,5 0,0 1,0 1,03 25,93 114,91 91, ,62 4,5 16,44 38,5 0,0 1,0 1,04 34,14 115,69 92, ,57 5,5 20,24 38,5 0,0 1,0 1,07 41,71 113,13 89, ,07 6,5 24,13 38,5 0,0 1,0 1,10 48,27 107,75 85, ,05 7,5 28,14 38,5 0,0 1,0 1,13 54,27 101,44 80, ,18 8,5 32,32 32,0 0,0 1,0 1,18 59,44 93,96 58, ,40 9,5 36,69 32,0 0,0 1,0 1,25 62,38 83,72 52, ,65 10,5 41,33 32,0 0,0 1,0 1,33 62,51 71,08 44, ,94 11,5 46,33 32,0 0,0 1,0 1,45 58,54 55,89 34,93 korpusu zapory, Pd Wcosα tgφ + lc 21 64,43 12,5 51,83 32,0 0,0 1,0 1,62 50,65 39,82 24, ,83 13,5 58,11 32,0 0,0 1,0 1,89 34,67 21,57 13, ,89 14,2 63,26 32,0 0,0 0,7 1,56 7,94 4,00 2,50 suma 535, ,17 Wsα Wcosα F ( W cos α tgφ + l c ) = ( W s α ) Współczyk pewośc F = 2,03 F > (F dop = 1,3) Skarpa jest statecza Ozaczea do tabel: W cężar całkowty bloku, [kn] x odległość od płaszczyzy rówowag do środka cężkośc bloku, [m] α kąt achylea podstawy bloku, [ o ] φ kąt tarca wewętrzego, [ o ] c kohezja, [kpa] b szerokość bloku, [m] l długość podstawy bloku, [m] Metoda Felleusa