Основные размеры поперечного профиля намывной плотины. Конструктивные детали. Замечания о расчете устойчивости боковых призм намывной плотины
При проектировании поперечного профиля намывной плотины, а также при разработке ее конструктивных деталей руководствуются соответствующими правилами, относящимися к насыпным плотинам (см. гл. 2). Дополнительно учитывают следующее: 1) минимальная ширина поверху плотины, возводимой до самого верхи средствами гидромеханизации, равна 10...12 м; 2) ширина супесчаносуглинистой ядерной зоны назначается в зависимости от состава карьерного грунта 10...20 % от ширины плотины на данной высоте; ширина же песчаной ядерной зоны — 25...35 % указанной ширины; 3) для плотин распластанного профиля часто нет надобности делать специальную подготовку основания для ее верхового клина; 4) наиболее рациональным видом покрытия откоса распластанного профиля обычно является отсыпка гравийногалечного грунта. Профиль откоса при свободном растекании пульпы получается вогнутого очертания (более крутым в месте выпуска пульпы); 5) плотина может подвергаться сейсмическим воздействиям, поэтому учитывают возможность разжижения рыхлого песчаного грунта, намытого под воду. Для борьбы с этим явлением песчаный грунт уплотняют вибраторами специального типа или пригружают каменной наброской или крупнообломочным грунтом.
Расчет устойчивости боковых призм плотины. При очень быстром наращивании ядерной плотины глинистое ядро ее не успевает уплотниться и представляет собой тяжелую жидкость, стремящуюся сдвинуть боковые призмы плотины (рис. 3.3). Устойчивость боковых призм проверяют расчетом на сдвиг по некоторой плоскости ab. При выполнении такого расчета предполагают, что рассматриваемая боковая призма плотины образована сыпучим грунтом (с=0), обладающим большой водопроницаемостью; в связи с этим считают, что вся просочившаяся в нее вода (из ядра) стекает тонкой струей по линии dae; сама же боковая призма daec остается сухой (удельный вес уСух). Допускают, что ядро вовсе не уплотнилось, поэтому для него принимают с = 0, ф = 0, как для жидкости, а удельный вес — равным удельному весу грунта, насыщенного водой: Унас=Усух+Нув.
Исходя из этого удельного веса грунта в ядре, по обычным формулам гидростатики подсчитывают силу Р, действующую со стороны ядра на боковую призму плотины (на ее грань ad). Проводят анализ устойчивости призмы aecd, считая, что в момент предельного равновесия реакция RNT (см. рис. 3.3) отклоняется от нормали тп иа угол фк. При этом приходится задаваться рядом углов а и отыскивать среди них тот угол а, при котором получается минимальное значение коэффициента запаса k3 устойчивости рассматриваемой призмы (см. рис. 3.3), построенного по известным величинам и направлениям сил Р и G. Найденное минимальное значение k3 должно быть больше или равно нормативному значению комплекса (например, 1,2...1,3). Указанный расчет дает иногда значительный запас.
Во время намыва плотины в теле благодаря наличию профиля плотины пруда чгетонника возникает фильтраци подства работ, в связи с чем откосы намывных плотин часто приходится делать несколько более пологими, чем насыпных.
