=(16)

где r - средний размер шероховатости, м (средняя крупность материала крепления или средний размер бетонных блоков).

В формуле (16) при значениях r/hd1%0,002 и r/hd1% 0,2, соответственно, следует принимать Кr = 1 и Кp = 0,9.

При r/hd1%=0,13 принимаю Кr = 0,72 и Кp = 0,55.

Кp = (0,9 - r/hd1%) Кr (17)

в которой при значениях выражения (0,9-r/hd 1%) <0,7 следует принимать (0,9 - r/hd1%) = 0,7; Кr - определяется по (16).

Коэффициент Кsp в формуле (3-6), зависящий от расчетной скорости ветра и крутизны верхового откоса, может быть определен по формуле (18):

Кsp =0,11 [0,15 - Vw (l+0,4m1) - 0,6m1 + 8,5] =0,11 [0,15х28 (1+0,4х1,8) - 0,6х1,8+8,5] =1,6 (18)

в которую при скорости ветра Vw>20 м/с и Vw<10 м/с следует подставлять, соответственно Vw=20 м/с и Vw =10 м/с, а при заложениях верхового откоса m1>5 величину Кsp=1,6 для значений Vw >20 м/c и Ksp =1,2 для значений Vw <10 м/с.

Коэффициент пологости волны Krun в формуле (5) зависит от крутизны (заложения m1) верхового откоса и может быть определен при глубине воды перед сооружением H12 hd 1% по следующим зависимостям:

при m11,5

Krun = l,25 + lg (l + 6) (19)

при m1>1,5

(20)

При глубине воды перед сооружением H1<2 hd1% и при значениях m1>l,5 вместо формулы (3-22) действует формула:

(21)

Полученные по формулам (20) и (21) значения Krun следует ограничивать величиной Krun 2,6 - 2,7.

Коэффициент Kβ в формуле (3-6), учитывающий угол β подхода фронта волны к плотине (угол β можно принять равным углу αw между продольной осью водохранилища и направлением ветра, β=αw), определяется по зависимости:

=1 (22)

где β =0 - угол подхода фронта волны, град.

Высота наката на откос волн, произвольной обеспеченности i,% по накату определяется по формуле:

м (23)

где Кнi - коэффициент, учитывающий обеспеченность по накату, значения которого определяют по формуле:

(24)

в которой i - заданная обеспеченность по накату,%.

В случае мелководной зоны (H1) для определения высоты наката волны пользуются формулой (6.6), а высоту и длину волны корректируют по зависимостям:

(25)

(26)

где и - средние значения высоты и длины волны;

и - коэффициенты, определяемые по формулам:

= 1,06 { [2-H1/] H1/] }0,38 (27)

= { [2,15 - H1/] H1/}0,42 (28)

2.3 Прогноз геотехнических характеристик грунтов в материалах плотины: в ядре (суглинок)

При проектировании грунтовых плотин необходимо знать физико-механические (геотехнические) свойства грунтовых материалов, приготавливаемых из местных грунтов карьеров или полезных выемок гидросооружений (последнее обычно предпочтительнее).

В грунтовых плотинах свойства грунтов можно регулировать, изменяя их зерновой состав, влажность, метод укладки (послойная статическая или вибрационная укатка, наброска без укатки, отсыпка в воду), которые определяют плотность укладки грунтов и как следствие, их прочность, деформируемость и водопроницаемость.

В грунтовых плотинах глинистый грунт обычно используют в водоупорных элементах (ядре или экране), в нашем случае в ядре. В плотину глинистый грунт стремятся укладывать при оптимальной влажности Wonт, при которой при выбранном методе уплотнения (тип катка, число его проходок, толщина слоя) достигается максимальная плотность сухого грунта γсухмакс. В общем случае Wonт грунта зависит от типа катка и числа его проходок. В нашем случае Wonт=10,68%. .

Оптимальную влажность глинистого грунта определим методом Проктора (стандартного), т.к у нас легкий каток.

Согласно методу Проктора (табл.6.6) грунт испытывают в лаборатории на уплотнение ударной нагрузкой. Опыты проводят в стальном цилиндре диаметром 100, 150 и 350 мм в зависимости от максимальной крупности частиц грунта (соответственно, 20, 32 и 60 мм), в который укладывают последовательно 3 или 5 слоев грунта и утрамбовывают его падающим грузом массой, соответственно, 2,5, 4,5 и 15 кг. Число ударов и высота падения груза подобраны так, чтобы интенсивность уплотнения 1 м3 грунта по стандартному Проктору была эквивалентна легким каткам, а по модифицированному Проктору - тяжелым каткам.

Допустимое значение плотности сухого глинистого грунта γсух при укатке можно приближенно определить по формуле (6.69 Приложения 6.12):

Определение плотности сухого грунта:

γсух = γч γв (1 - V) / (γв + Wрасч γч) = 2,7*1 (1-0,04) / (1+11,68*2,7) = 1,9 т/м3

где γч - плотность частиц грунта (т/м3); γв - плотность воды; V - объем защемленного в грунте воздуха в долях 1,0 (в глине 0,03, суглинке 0,04, супеси 0,05, лёссе 0,07); Wрасч - расчетная влажность грунта (в долях 1,0).

Обычно в каменно-земляных плотинах 1 и 2 классов расчетное значение плотности глинистого грунта при укатке γсухрасч принимается не менее γсухмакс по стандартному Проктору.

Вместо формулы (6.69) для определения γсухмакс суглинистых грунтов каменно-земляных плотин можно использовать корреляционную зависимость (6.70), полученную по натурным данным в виде:

γсухмакс = 1,44 + 0,88 ln [γч/ (1+eТ)] = 1,44+0,88 ln [2,7/ (1+0,675)] =1,86 т/м3

WТ =Wпл. + Wp = 7+18=25%