DIG - Proiectarea Unui Dig de Pamant

Click here to load reader

  • date post

    24-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    65
  • download

    4

Embed Size (px)

description

Proiectarea unui dig de pamant. referat

Transcript of DIG - Proiectarea Unui Dig de Pamant

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 11

    I. PROIECTAREA UNUI DIG DE PMNT

    Digul de pmnt se folosete pentru protejarea unui anumit amplasament mpotriva

    inundaiilor i se adopt n cazurile n care n vecintate se gsete un pmnt coeziv cu

    permeabilitate suficient de redus pentru a nu mai fi necesare alte elemente de etanare (nucleu,

    masc). innd seama i de condiiile de punere n oper, pmnturile indicate fac parte din

    categoria argilelor nisipoase sau prfoase, prafurilor argiloase, etc.

    nlimea digului, limea coronamentului (crestei) i a banchetelor (pasajelor

    intermediare orizontale) sunt indicate prin tem. Zidul se realizeaz din dou straturi de pmnt

    cu caracteristici geotehnice diferite. Pe coronament se consider aplicat o sarcin uniform

    distribuit notat cu q (fig. 1).

    n anexa A1 este prezentat un exemplu de calcul pentru proiectarea unui dig de pmnt.

    Etapele realizrii proiectului

    Proiectarea digului de pmnt cuprinde urmtoarele etape:

    predimensionarea pantelor digului; verificarea stabilitii digului n ipoteza suprafeelor de alunecare circular cilindrice, utiliznd

    metoda fiilor, pentru dou cazuri de solicitare: digul n uscat i digul cu ap la cota de

    inundaii.

    I.1. PREDIMENSIONAREA PANTELOR DIGULUI DE PMNT

    Stabilitatea unui dig de pmnt este controlat de pantele acestuia. nclinri prea

    abrupte pericliteaz stabilitatea i, dimpotriv, pante prea line conduc la o soluie neeconomic.

    O modalitate de predimensionare a pantelor o reprezint metoda Maslov. Pentru

    aceasta este necesar cunoaterea valorilor de calcul ale parametrilor rezistenei la forfecare

    Figura I.1. Dig de pmnt

    q

    d

    bb

    H1

    H2

    H

    strat 1

    strat 2

    teren de fundare (aceleasi caracteristici ca pentru stratul 2)

    1 : m 1

    1 : m2

    NAC

    1 : m1

    1 : m2

    amonteaval

    0,00

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 12

    i c corespunztori pmntului din corpul digului. Dac se dispune de un set de rezultate ale

    unor ncercri de laborator sau pe teren, valorile de calcul sunt determinate din valorile

    normate prin prelucrare statistic (a se vedea capitolul III.1 al prezentului ndrumtor).

    Digul de pmnt din cadrul proiectului fiind realizat din dou straturi de pmnt cu

    caracteristici diferite, determinarea pantelor se va efectua pentru fiecare strat n parte, n mod

    similar.

    Calculul pantei de taluz stabil cu metoda Maslov

    Se pornete de la ecuaia dreptei intrinseci:

    f tg c (I.1)

    n care se mpart ambii termeni cu :

    ftg

    ctg (I.2)

    unde:

    f - efortul tangenial de forfecare, kN/m2;

    - efortul normal, kN/m2;

    - unghiul de frecare interioar, o;

    c - coeziunea, kN/m2.

    Unghiul corespunztor unei anumite valori a efortului normal se numete unghi de

    tiere, (fig. I.2).

    Expresia f tg este

    analog expresiei f tg , cu

    deosebirea c unghiul de tiere

    depinde att de ct i de c.

    Unghiul al taluzului stabil

    se determin n funcie de un

    coeficient de siguran, Fs, astfel

    nct:

    tgtg

    Fs

    (I.3)

    unde:

    Fs = 1,1 1,3

    Metoda Maslov consider c n condiiile echilibrului limit efortul din expresia (I.2)

    depinde de greutatea coloanei de pmnt, la baza fiecrui strat i de suprasarcina exterioar.

    Astfel eforturile normale 1 i 2 la baza stratului 1, respectiv, 2, sunt:

    1 1 1

    2 1 2 2

    q H

    H (I.4)

    unde:

    f

    c

    dreapta intrinseca

    Figura I.2

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 13

    q - suprasarcina pe coronament, kN/m2;

    H1, H2 - nlimea stratului 1, respectiv 2;

    1, 2 - greutatea volumic n stare natural a stratului 1, respectiv 2.

    Not: Pentru calculul lui se utilizeaz relaiile ntre indicii geotehnici (s, w%, n%).

    Relaia de calcul a pantei taluzului devine:

    tgF

    tgc

    i

    s

    i

    i

    i

    1 (I.5)

    n care indicele i reprezint numrul stratului.

    n practica de proiectare panta de taluz stabil este exprimat sub form de pant

    tehnic:

    tgm

    1

    unde m = 1,0; 1,5; 2,0; 2,5;

    pentru taluzuri puin nalte (pn la 23 m). Pentru taluzuri nalte se admit pentru m i valori

    intermediare precum: 1,25; 1,75; 2,25; 2,75 etc.

    n funcie de panta calculat (rel. I.5) se alege cea mai apropiat valoare pentru panta

    tehnic prin rotunjire n plus sau n minus.

    I.2. VERIFICAREA STABILITII DIGULUI DE PMNT PRIN METODA

    FIILOR

    Una dintre cele mai utilizate metode n analiza condiiilor de stabilitate ale unui taluz

    stratificat sau omogen o reprezint metoda fiilor elaborat de cercettorul suedez W.

    Fellenius.

    ntruct digul de pmnt are, n general, o lungime mult mai mare dect dimensiunile

    din planul seciunii transversale, calculul eforturilor i verificarea stabilitii se fac pe o felie

    din dig cu grosimea (pe direcia lungimii digului) egal cu unitatea (de exemplu 1 m).

    Figura I.3

    NAC

    O

    suprafata de alunecare

    circular - cilindrica

    R

    R

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 14

    n cazul unui dig de form cunoscut se consider o suprafa posibil de alunecare

    circular - cilindric definit, n planul seciunii transversale, printr-un arc de cerc cu centrul n

    punctul O i care trece prin piciorul digului, (fig. I.3).

    Fiecare suprafa posibil de alunecare este caracterizat printr-un grad de asigurare,

    exprimat prin valoarea coeficientului de siguran, Fs. Verificarea stabilitii const n

    determinarea celei mai periculoase suprafee de alunecare, creia i corespunde valoarea

    minim a coeficientului de siguran. Aceast suprafa se stabilete prin ncercri succesive.

    Aplicarea metodei fiilor ncepe prin precizarea zonei n care trebuie cutat centrul

    cercului corespunztor suprafeei celei mai periculoase. Studiile lui Fellenius au artat c acest

    centru se afl n vecintatea unei drepte, definit prin dou puncte, M i O1, ale cror poziii se

    stabilesc dup cum urmeaz, (fig. I.4):

    - punctul M are abscisa egal cu 4,5H spre amonte i ordonata egal cu H raportate la

    piciorul digului (punctul B);

    - punctul O1 se afl la intersecia segmentelor O1B i O1A care fac unghiurile 1 i 2 cu

    linia de pant medie a taluzului, AB, i, respectiv, cu orizontala.

    Valorile 1 i 2 se stabilesc, prin interpolare, n funcie de panta medie a taluzului,

    conform tabelului I.1.

    Tabelul I.1. Valorile unghiurilor 1 i 2

    Figura I.4

    NAC

    O1

    H

    H

    4,5H

    M

    A

    B

    drea

    pta

    Felle

    nius

    amonte

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 15

    tg 1:1 1:1,5 1:2 1:3 1:5

    45o 33

    o45' 26

    o34' 18

    o25' 11

    o19'

    1 28o 26

    o 25

    o 25

    o 25

    o

    2 37o 35

    o 35

    o 35

    o 37

    o

    Zona centrelor corespunznd celor mai mici valori ale coeficientului de siguran

    (factorului de stabilitate) se afl, de regul, n jurul lui O1. ncercrile se pot realiza stabilind

    valorile Fs pentru suprafeele de cedare corespunztoare centrelor aflate n nodurile unui

    caroiaj cu ochiuri ptrate de latur 0,15H 0,2H (H - nlimea total a digului) care se afl n

    jurul lui O1.

    Pentru simplificare, se pot considera numai centrele aflate pe dreapta lui Fellenius, n

    stnga, respectiv n dreapta lui O1, la distane egale cu 0,3H.

    I.2.1. Ipoteza digului n uscat

    O prim verificare a stabilitii digului se realizeaz pentru cazul cnd nu s-a produs

    inundaia i deci nu exist ap n amonte.

    Dup ce s-a ales un centru (O1) i s-a trasat cu ajutorul unui compas suprafaa de

    cedare corespunztoare, masa de pmnt care alunec (de deasupra suprafeei de alunecare)

    este mprit n fii respectnd urmtoarele reguli (fig. I.5):

    1 - baza unei fii trebuie s aparin unui singur strat geologic;

    2 - limitele dintre fii trec prin punctele de frngere ale conturului digului;

    3 limea, bi, a unei fii, i, nu trebuie s depeasc, de regul, 1 / 10 din raza R.

    Valorile bi se aleg pe ct posibil cu valori rotunjite. n mod curent numerotarea fiilor

    se face dinspre amonte spre aval.

    q

    strat 1

    strat 2

    strat 2

    O1

    i

    i

    bi -+

    Ti

    GiNi

    FiCi

    i

    R

    R

    Figura I.5

  • Capitolul I. Proiectarea unui dig de pmnt

    Rdulescu N., Popa H., Munteanu A. Fundaii. ndrumtor de proiectare 16

    Fie o fie oarecare i. Dac se admite ipoteza conform creia fiecare fie acioneaz

    independent de celelalte, rezult c asupra fiei acioneaz greutatea Gi (greutatea pmntului

    i eventuala suprancrcare aplicat la suprafaa terenului), care trebuie echilibrat de forele

    care se dezvolt pe suprafaa de cedare Ai aferent fiei. Suprafaa aferent fiei i este

    egal cu:

    1A il (I.6) unde:

    li - lungimea arcului bazei fiei i; li se aproximeaz prin lungimea coardei, mi, care

    subntinde arcul, m;

    1 - grosimea unitar (1 m) de felie de dig, (problem plan).

    Rezult: