Cap. 06 Calcule Si Prescriptii de Dimensionare

8/12/2019 Cap. 06 Calcule Si Prescriptii de Dimensionare

1/41

CAP.6. CALCULE I PRESCRIPII DE DIMENSIONARE6.1. Lucrri de aprri, de spriji !i de c"rec#ie de a$%ie

Pentru dimensionarea lucrrilor de aprri de maluri sunt necesare urmtoarelecalcule:

- hidraulice, pentru stabilirea nivelurilor, vitezelor i afuierilor;- structurale, pentru dimensionarea elementelor componente ale lucrrii;- de stabilitate, pentru verificarea stabilitii lucrrii, fa de aciunile la care este

supus.6.1.1. Ca$cu$e &idrau$iceCalculul hidraulic are drept scop determinarea:- nivelurilor corespunztoare debitelor de calcul n concordan cu clasa deimportana a lucrrilor hidrotehnice, conform !" #$%&-'& i #()'*$-'%;

- vitezei curenilor pe cursul de ap, n diverse profiluri transversale.+eterminarea nivelurilor corespunztoare debitelor maime ale unui curs de ap

este obliatorie pentru fiarea liniei roii a unei ci de comunicaii i a podurilor cetraverseaz cursul de ap.

Cunoaterea vitezelor unui curs de ap n zonele n care sunt necesare lucrri deaprare, servete la determinarea adncimii de afuiere i a forei de antrenare a

materialelor ce constituie patul albiei, precum i pentru determinarea presiunii hidrostaticei hidrodinamice la care trebuie s reziste construciile necesare aprrilor de mal.Calculele hidraulice prezentate sunt minimale, ele putnd fi completate cu calcule

specifice din literatur.

6.1.1.1. Determinarea caracteristicilor de curgere a apelor, n regim liber de curgereDatele hidraulice de baznecesare pentru determinarea nivelurilor i vitezelor de

curere corespunztoare debitelor maime de calcul sunt:- debite maime de calcul cu asiurare p/ 0din studiul hidroloic1;- aria seciunilor cursului de ap pe sectorul studiat 0aria albiei minore i aria

albiei ma2ore la debitul cu asiurarea p/1;- panta hidraulic a cursului de ap pe sectorul studiat 0/1;- coeficientul de ruozitate difereniat pe cele dou albii, minor i ma2or.

Relaia generalntre elementele hidraulice la curerea apelor este:3 4 "5m 4 debitul cursului de ap 0mc*s1 0).61

n care:" 4 aria seciunii de scurere a albiei 0mp1;5m4 C i7 4 viteza medie 0m*s1; 0).$1

C 4 87n

64 coeficientul de vitez 0coeficientul lui Chez81; 0).&1

P 4 perimetrul udat 0m1;

9


2/41

i 4 panta hidraulic;

7 4P

"4 raza hidraulic 0m1; 0).#1

n 4 coeficient de ruozitate al albiei care depinde de:- natura terenului din care este format albia;

- eistena veetaiei;- forma albiei n plan;- scurerea apei etc.

Pentru albii la care adncimea medie 0h1 este mic n raport cu limea albiei 01 0

$(h

;> 1, n calcul se admite: P 4 i 7 4 h. 0).91

n calcule se admit urmtoarele valori constante:

- 8 46

1pentru cursuri de ap la es;

- 8 44

1pentru cursuri de ap la deal.

Pentru n ? (,(', valorile C se determin cu relaia C 4n

(',(C6 0).%1

unde, C6corespunde pentru n 4 (,(' i valoarea 7 dat.

Aria seciunii de curgere ntr-un profil, se va mpri prin linii verticale, n ariicorespunztoare albiilor ma2or i minor 0din partea stn i dreapt a cursului1. "cestea la

rndul lor mai pot fi submprite n funcie de coeficientul de ruozitate al perimetrului udat.

Panta hidraulic se determin din profilul lonitudinal al nivelurilor maime aleaceleai viituri 0fi. ).$1. Cnd aceste niveluri n-au putut fi identificate, panta hidraulic va

rezulta ca raportul dintre diferena de nivel a suprafeei apei din dou seciuni stabile, ct

)(

"lbie ma2ora stna; @s "lbie principalaminora; m

"lbie ma2ora dreapta; @d

Aivel ma, 3calcul

A& 3& 30p/1

A$ 3$

A6 36

3@s; "@s; 5@s

3minor; "minor; 5minor

3@d; "@d; 5@d

Fig. 6.1. Determinarea capacitii albiei la diferite niveluri:" - aria, suprafaa seciunii; - lBimea albiei; @ - ma2orB; m - minorB; A - nivel;P - perimetrul udat;p/ - asiurare, probabilitate de depire;3 - debit;v - viteza curentului.


3/41

mai deprtate i distana dintre aceste seciuni, msurat pe firul eneral al vii, laaceeai dat a citirilor pentru o situaie oarecare.

i 4C

hh

C

h $6=

0).'1

n care:

h64 cota nivelului apei n seciunea amonte a sectorului, fa de un plan de referin;h$4 cota nivelului apei n seciunea aval a sectorului, fa de acelai plan de

referin.

Coeficienii de rugozitatese determin separat pentru albia minor i albia ma2or.Pentru determinarea corect a coeficienilor de ruozitate se vor eamina cu mult

discernmnt detaliile planului de situaie, ranulometria materialului, veetaia, forma albieietc.

>n cazul dispunerii de msurtori de debite i pante ale suprafeei libere a apei, pentrucel puin trei niveluri, valorile coeficientului de ruozitate se vor stabili trasnd curba n 4 f 071.

>n lipsa acestor msurtori, coeficienii de ruozitate se vor lua din tabele ).6, ).$, ).&.

'a%e$u$ 6.1(ALOAREA COE)ICIENILOR nI CPEN'RU CURSURI DE AP* A(+ND ALII ALC*'UI'E

DIN MA'ERIALE )INE -IN)ORMA'I(, DUP* MANNIN/ I C0E2-S'AS R 34571851

)6

6

$

D

h$h

6

i

D

Fig. 6.2. Determinarea pantei idraulice - lunimea sectorului de mBsurare 0m1.


4/41

Sectorulde

msurare

Felul cursului deap

CaracteristiciCoeficientul

Manningn

Coeficientul Chezy CRaza hidraulic n m

R=1 m R=!"m R=" m R=1# m

# 1 $ % " & '

Canalespate sau

dragate

Spate n pmnt

- curat executat de curnd 0,0160,020 6350 7258 8165 173

- curat dup degradr! 0,0180,025 55"0 6""6 7252 815- cu !ar# scurt $! #uru!en! 0,0220,033 "530 5335 5"0 67""

%!ate n stnc- cu pere&! nete'! $! un!()rm!,cu pere&! neregula&! re'ulta&!d!n s(armtur!

0,0250,0"00,0350,050

"025220

"623323

52333726

537"22

*l#!! ale

cursur!l)rnaturale de

ap

Cursur! de ape m!c!+l&!mea max nt!mpul !!tur!! su#30 m

- Cursur! de ap de cmp!e cual#!! curate, rect!l!n!!, (r gr)p!adnc!, cu curgere l!#er

0,0250,033 "030 "635 52"0 5""

()uni curate*

Cursur! de ap culunc! !nunda#!le

- !ar# uscat

- !ar# nalt

0,0250,035

0,0300,050

"02

3320

"633

323

5237

""27

5"2

"28+erenuri culti,ate*- cu rec)lt culeas 0,0200,0"0 5025 582 6533 7337- cu rec)lt neculeassemnat n rndur!

0,0250,0"5 "022 "626 522 533

- cu rec)lt neculeasnesemnat n rndur!

0,0300,050 3320 323 ""26 "2

()uni cu mrcini)*

- cu mrc!n!$ d!spersa&! cu!ar# mare

0,0350,070 21" 3317 371 "221

- cu mrc!n!$ d!spersa&! cuar#)r! (r (run'!$

0,0350,060 217 331 3722 "22"

- cu mrc!n!$ d!spersa&! cuar#)r! cu (run'!$

0,0600,080 2512 21" 3315 3718

- cu mrc!n! cu dens!tatemed!e pn la mare +(r(run'!$

0,0"50,110 2226105

212 3313

- cu mrc!n! cu dens!tatemed!e pn la mare +cu(run'!$

0,0700,160 1765 1775 18 21

()uni cu ar-ori*

- teren dega.at cu c!)tur! dear#)r! (r lstr!$

0,0300,050 3320 323 ""26 "2

- teren dega.at cu c!)tur! dear#)r! cu lstr!$ 0,0500,080 2012 231" 2616 218

- teren ac)per!t cu pdur!#trne cu ar#)ret $! tu(!$,!!tura nu at!nge ramur!le

0,0800,120 1285 1"5 1611 1812

- teren ac)per!t cu pdur!#trne cu ar#)ret $! tu(!$,!!tura at!nge ramur!le

0,1000,150 1065 1275 138 15

- slcet des, ara cu (run'!$#!ne de')ltat

0,1100,200 5 1056 1265 1375

'a%e$u$ 6.

(ALOAREA COE)ICIENILOR 9: I 9C: PEN'RU CURSURI DE AP* A(+ND ALII ALC*'UI'EDIN MA'ERIALE /ROSIERE -IN)ORMA'I(, DUP* MANNIN/ I C0E2)$


5/41

-S'AS R 34571 8 51

Felulmaterialul

.imensiunilematerialuluiconsistent

/ mm 0

CoeficientulManning n

Coeficientul Chezy C

R = 1 m R = !" m R = " m R = 1# m

/rund!$"8 0,010,020 5050 6158 665 7773820 0,0200,022 50"5 5853 655 73672060 0,0220,027 "537 53"3 5"8 675"

/!atr #rut $!#)l)an!

60110 0,0270,030 3733 "33 "33 5""110250 0,0300,035 332 333 333 ""2

'a%e$u$ 6.;(ALORILE MEDII ALE COE)ICIENILOR DE RU/OI'A'E 9: PEN'RU ALII NA'URALE

-DUP* SRINII -di C&ise$e< P.

r2crt2

Caracteristica al-iei3aloare

n# 1

1 *l#!! naturale, n c)nd!&!! ()arte #une +curate, rect!l!n!!, al#!! curate de pmnt cu scurgere l!#er 0,025

2*l#!! ale cursur!l)r permanente de cmp!e, n spec!al ale rur!l)r mar! $! m!.l)c!!, n c)nd!&!! n)rmale alepatulu! $! de scurgere

0,033

3

*l#!! relat! curate, ale rur!l)r dese, a(late n c)nd!&!! n)rmale, s!nu)ase, cu )arecare neregular!t&! nscurgerea apel)r, sau rur! rect!l!n!!, and rel!e(ul neregulat +p)r&!un! pu&!n adnc!, gr)p!, une)r! p!etre

0,0"0*l#!! regulate, d!n p!etr!$, a(late n #une c)nd!&!!, n partea l)r !n(er!)ar *l#!! de pmnt, ale rur!l)rper!)d!ce +al#!! uscate n #une c)nd!&!! de scurgere

"

*l#!! ale rur!l)r mar! $! m!.l)c!!, putern!c n(undate, s!nu)ase, par&!al ac)per!te cu egeta&!e, al#!! p!etr)ase

cu scurgere neregulat 0,050*l#!! ma.)re ale rur!l)r mar! $! m!.l)c!!, n stare #un, ac)per!te cu egeta&!e +!ar#, tu(!$ur!

5

*l#!! s!nu)ase ale cursur!l)r de ap per!)d!ce, putern!c n(undate *l#!! ac)per!te cu egeta&!e a#undent

0,067*l#!! ma.)re, n stare rea, ac)per!te cu egeta&!e a#undent +tu(!$ur!, ar#)r! $! and ma! multe #ra&e/)r&!un!le cu pragur! ale rur!l)r de cmp!e*l#!! cu #)l)an! ale rur!l)r de munte, and supra(a&a l!#er a ape! neregulat

6ur! $! al#!! ma.)re, a#undent ac)per!te cu egeta&!e, cu scurgere lent $! cu gr)p! mar! $! adnc! *l#!! demunte, cu scurgere rap!d, aera&!e $! )gl!nda ape! neregulat +str)p! de ap arunca&! n sus

0,080

7

*l#!! ma.)re, la (el ca cele descr!se n categ)r!a precedent, dar cu scurgere neregulat, g)l(ur! etc

0,100*l#!! de munte cu cascade, cu patul s!nu)s alctu!t d!n #)l)an! mar!, cascade, aerate att de putern!cnct apa $! p!erde transparen&a $! capt ) cul)are al# d!n cau'a spume! 'g)m)tul ape! d)m!n t)atecelelalte sunete mp!ed!cnd c)n)r#!r!le

8 ur! de t!p mla$t!n)s +egeta&!e, al#!! d!n c)a. de pmnt crpat, n multe l)cur! ap apr)ape sttt)areetc *l#!! ma.)re pdur)ase, cu spa&!! mar! (r scurgere, adnc!tur! l)cale, lacur! etc

0,133

%)ren&!, cu al#!e m)#!l, ()rmat d!n n)r)!, p!etre etc

0,200*l#!! ma.)re (r c)mun!ca&!e, n ntreg!me mpdur!te alur!le #a'!nel)r naturale

Determinarea nivelurilorcnd se cunoate debitul maxim cu asigurarea p

)&


6/41

+ebitul de calcul fiind stabilit, se ale cel puin trei seciuni caracteristice n sectorulpentru care se face verificarea capacitii de curere n reim nemodificat 0reim liber1, nfuncie de pantele de scurere i de ruozitile albiei 0fi. ).&1.

!fectuarea calculului hidraulic, se face pe fiecare profil, ncepnd din aval ctreamonte, astfel:

- n profilul aval P&se construiete cheia limnimetric 3 4 f0h1, folosind relaiile).6).#. e reprezint rafic variaia debitului: pentru diferite niveluri ale apei,crora le corespund anumite arii de curere i perimetre udate, rezult debite decurere corespunztoare, pentru panta hidraulic cu profilul din aval 0fi. ).#1.

- cu panta 0i1, corespunztoare pantei apei de pe tronsonul P&E P$, se transmitenivelul apei de la P&la profilul urmtor P$i se verific dac acest nivel asiurdebitul de calcul.

>n cazul n care debitul scurs la nivelul respectiv prezint o abatere fa de debitul decalcul, se reia calculul, ridicnd sau cobornd nivelul, modificnd panta hidraulic 0i1, pncnd se obine debitul de calcul, cu o abatere maim de F 9 /, - $ /.

Calculul se continu n acelai mod i n profilul urmtor.

)#

"lbie ma2ora "lbie ma2ora

"lbie

mino

ra

P6 P$ P&

Fig. 6.! "ectorul de r#u studiat

0m10m1

&(($((6(((.(

69.(

6).(

6%.(

6'.(

6:.(

$(.(

&30m *s19((#((

Fig. 6.$ Ceia limnimetric%


7/41

>n cazul cnd profilul lonitudinal prezint pante prea variate de la o seciune la alta,precum i zone de stranulare n alternan cu zone de limi mari, se corecteaz cu formula:

i 4C

-$

vvhh

$$

$6

$6

++

0).1

unde:h6, h$i sunt aceleai cu cele din formula ).';v64 viteza apei n seciunea amonte;v$4 viteza apei n seciunea aval;7ezultatele definitive se nscriu ntr-un centralizator 0tabel ).#1.

Determinarea vitezelorCorespunztor debitelor de calcul, n cadrul calculelor pentru determinarea debitelor,

se calculeaz implicit i vitezele medii ale apei E 5m.5iteza la suprafa, 5o0m*s1 a unui curs de ap este:

5(4 '9,(5m , unde 5meste viteza medie 0).6(1

Pentru viteza la fund 05f1 care variaz ntre (,9(,' 5m, se ia ca valoare medie (,% 5m.5f4 5m(,% 0m*s1 sau 0).6615f4 5((,) 0m*s1 0).6$1

'a%e$u$ 6.=

CEN'RALIA'OR CU CALCULUL NI(ELURILOR MA>IME CORESPUN*'OARE

DEI'ULUI DE CALCUL -? @;7s

1r2crt2

1r2profil

.istan4antre

profiluri5m6

(ozi4ia7m

1i,elpentru8p9

5m6

Felul al-iei

:riasec4iunii5:6m

(erimetruludat5(6m

Razahidraulic5R

6

m

(anta5i69

Coef2rugozitate5n6

Coef2,itez5C6

3itezamedie5,m

6m;s

.e-it586m$;s

.e-ittotal58t6m$;s

nlimea pn la care trebuie prote2at malul este n funcie de cota la care se va

ridica valul.+up izbire, are loc ridicarea pn la nlimea MhrN a valului pe taluz, fa de nivelul

iniial, linitit al apei i apoi retraerea acestuia. >nlimea maim de ridicare MhrN se poatedetermina cu formulele:

- pentru maluri sau taluzuri cu unhiul de nclinare 6#K K #9 0fi.).'.a1:

hr 4 &,$ =ht0m1 0).$91n care:= 4 coeficientul n funcie de ruozitate:

4 66,$9, pentru suprafee netede 0pereu din beton turnat pe loc saudale1;

4 6,(, pentru pereu zidit; 4 (,, pentru nierbare;

4 (,%%, pentru suprafee ruoase 0anrocamente din blocuri de piatrsau prisme din piatr brut1.

4 unhiul de nclinare a taluzului.

)

Aivel linistit

Fig. 6. /resiunea dinamic% a valului pe talu0


12/41

>nlimea MhrN, de ridicare maim pe taluz a valului, fa de nivelul iniial linitit,se poate determina i cu relaia urmtoare:

hr 4 &h

m

h=$ 0m1, n care 6('h

= 0).$)1

n care:= 4 coeficientul n funcie de ruozitate:

4 6,( pentru mbrcminte neted, compact, impermeabil 0betonasfaltic1;

4 (,, pentru beton 0plci rostuite1;4 (,', pentru taluz neprote2at;4 (,%9I(,', pentru pereu, zidrie de piatr;4 (,)(I(,)9, pentru anrocamente rotun2ite, bolovani;4 (,99, pentru anrocamente cu muchii vii, piatr spart;4 (,9(, pentru anrocamente masive 0blocuri mari1.

m 4 cotanenta unhiului de nclinare a taluzului 01 cu orizontala.

- pentru construcii cu parament abrupt #9 K K (, nlimea MhrN de ridicaremaim pe taluz a valului, fa de nivelul linitit, se determin cu formula:

hr4 $m6

h

+F h( 0&-

#9

1 0m1 0).$%1

- pentru construcii cu perei verticali, calculul aciunii valurilor care se spar icare provoac apariia unor suprapresiuni mari asupra construciei, seefectueaz cnd adncimea apei din faa construciei La?Lcr, ns imediatln construcie eist o platform orizontal sau berm situat la adncimea

LlLcr0fi.).' b.1. 7idicarea crestei valului peste nivelul static al apei, nmomentul lovirii de perete este:

hrz 4 0(,'h

Ll-(,$1h 0m1

0).$'1

%(


13/41

!fectul de emersiune

Prin retraerea valului, se produce emersiunea 0ieirea1 rapid din ap a unei pridin mbrcminte. >n timp ce presiunea apei nceteaz pe faa eterioar a mbrcminii,pe faa interioar d natere la o subpresiune, ce acioneaz de 2os n sus cu tendina deetracie a particulelor mrunte.


14/41

6.1.1.$. ciunea geiiOheaa solicit malurile, taluzurile i mbrcminile acestora, eercitnd asupra lor

att presiuni statice i dinamice, ct i un efect de smulere.

Presiunea static a gheii 0p.s1 se produce atunci cnd datorit ridicrii rapide atemperaturii aerului, stratul de he ncepe s se dilate. Pentru o lunime a cmpului dehea K 9( m, presiunea static a heii se determin cu formula:

p.s4 (, d 0t(F61 & $o

(

( 16t0s

t+ 0=A*m1

0).&61

n care:d 4 rosimea cmpului de hea 0m1;t(4 ridicarea maim posibil a temperaturii heii, n decurs de s(ore;

4 (,&9 t; t 4 ridicarea temperaturii aerului n acelai interval de timp 0(C1;s(4 intervalul de timp 0ore1.>n lipsa observaiilor meteoroloice se poate lua:

t

d

s

t

(

( =

Presiunea dinamic 0p.d1 ia natere datorit micrii sloiurilor i izbirii lor de malsau de construcie.

Presiunea dinamic a heii se poate calcula cu formula:p.d4 =vd s7a 0=A*m$1 0).&$1

n care:

= 4 coeficient care este funcie de rezisten la strivire $,&I#,&;v 4 viteza de micare a sloiului 0m*s1;

- pruri i lacuri deschise, v 4 vap;- pentru lacuri nchise, viteza 4 (,#(,) m*s;

d 4 rosimea sloiului de hea 0m1 se ia (,' din rosimile maime cu asiurarea6/ observate ntr-o perioad de mai muli ani;

a 4 suprafaa sloiului 0m$1 luat pe baza observaiilor de pe teren sau prinanaloie cu alte planuri din alte zone;

7s4 rezistena la sparere 0cu luarea n considerare a strivirii locale a heii10=A*m$1.

Presiunea gheii din spatele aprriiOheaa care se formeaz n spatele aprrilor de maluri este cauza unor deradri

nsemnate, mai ales la aprrile din beton turnat pe loc, sub care nu s-a aezat un stratdrenant sau un filtru invers de protecie corespunztor.

>n aceste cazuri, apa nu se poate scure din spatele aprrii i prin nheareeercit o presiune asupra plcilor, fisurndu-le.

6.1.1.*. Calculul afuierilorPentru o proiectare corect a lucrrilor de aprare, este necesar s se in seama

de afuierile ce se produc n sectorul respectiv al rului.

"fuierile pot fi datorate:- evoluiei naturale a cursului apei;

%$


15/41

- realizrii unor lucrri n albie sau la maluri, care s conduc la sporirea vitezelorapei.

"stfel, un curs de ap are n timp o evoluie att n seciune transversal, ct i nlun i n plan, determinat de vrsta acestuia, de natura terenului pe care l strbate, decondiiile hidrometeoroloice etc.

Profilul lonitudinal pune n eviden prin variaia pantelor de-a lunul cursului,rezistenele ntmpinate de curere. Ca alur eneral, pantele sunt mai mari spre izvor ise micoreaz treptat spre vrsare. +in cauza pantelor mari, n sectorul superior ruleercit o aciune puternic i continu de eroziune a albiei. >n sectorul inferior, datoritpantei i respectiv vitezelor mai mici, se produc depuneri cu nlarea fundului. >n sectorulmi2lociu, profilul pe ansamblul cursului se afl n echilibru.

Cnd este cazul, eroziunile de evoluie ale rului, pot fi determinate, pe baza unormsurtori corespunztoare privind ranulometria materialului din albie i hidroloiarului.

+eterminrile afuierilor se bazeaz pe analiza variaiei vitezelor cursului la diferitedebite, raportate la viteza de neafuiere a particulelor componente ale albiei.

>n albiile cursurilor de ap, n care prezena sau prevederea unor lucrri de aprarereduc seciunea de curere, schimb morfoloic patul albiei i modific nivelul debitului decalcul, sunt necesare calcule hidraulice referitoare la afuieri i supranlri de nivel.

"fuierile se calculeaz la cursurile de ap cu pat sau maluri erodabile, n zonele undese prevd lucrri de aprare, consolidare sau diri2are.

"fuierile se produc n cazul n care viteza din seciunea stranulat de lucrareahidrotehnic, este mai mare dect viteza critic dat n tabelul ).%.


16/41

5mp4 viteza medie a apei n albia minor n seciunea podului, sau a lucrrilorde aprare nainte de producerea afuierii;

5m4 viteza medie a apei n albia minor.Cu aceast relaie se poate calcula linia afuierii albiei i afuierea eneral maim."fuierea eneral maim se obine din diferena:

haf ma.E hm ma4 af ma 0m1 0).unde:haf ma.E este adncimea maim a curentului dup afuiere;hm maE este adncimea maim a curentului.

'a%e$u$ 6.5

(I'EA MEDIE DE AN'RENARE 9(a: -@7s-Dup Lis


17/41

Afuierea local la captul saltelei de protecie"ceasta se poate calcula cu relaiile:

6#*:

$

6

am

af

;

;

h

h

= 0).&91

sau%*)

$

6

am

af

;

;

h

h

= 0).&)1

unde:haf4 adncimea maim a apei n reim natural, n seciunea amonte dup

afuiere 0m1;ham4 adncimea normal n reim natural n seciunea amonte 0m1;64 limea albiei la olinda apei n seciunea amonte 0m1;$4 limea albiei la olinda apei n seciunea nustat 0m1.

Afuierea local la capul epiului"ceasta se poate calcula cu relaia:

haf4 msho 0m1 0).&%1unde:

4 coeficient de nclinare al epiului fa de direcia principal de scurere;m4 coeficientul unhiului de nclinare a taluzului epiului;s4 coeficientul radului de stranulare a seciunii;ho4 adncimea medie a curentului nainte de stranulare.

Oradul de stranulare se determin cu raportul:3

3b,

n care:3b 4 debitul barat;3 4 debitul total.

Pentru albii al cror pat este alctuit din material nisipos i nustarea 0cmpul deepiuri1 pe o sinur parte a albiei, coeficienii , msi ssunt dai n tabelul ).'.

'a%e$u$ 6.3(ALORILE COE)ICIENILOR F, F@!i Fs

-di Da E. 8 pa.15;, Maua$u$ iieru$ui &idr"e&icia


18/41

" 120) 1,50 1,50 0,83 0,"0 3,"55 150) 2,00 2,00 0,61 0,50 3,67

6.1.. Ca$cu$e peru di@esi"area e$e@ee$"r c"@p"ee a$e $ucrri$"r deaprare

6.1.2.1.Dimensionarea saltelelor1altele din fascineimea saltelei n faa prismului din piatr brut, trebuie s fie suficient pentru a

realiza, dup afuiere, o pant pn la maim 6:&. 4 $e F &,$h6 0m1 0).&'1

unde: 4 limea saltelei n faa prismului din piatr brut 0m1;e 4 rosimea saltelei 0m1;h64 afuierea local sub linia fundului albiei;h64 hafE ham0m1; 0).&1haf4 adncimea maim probabil dup afuiere n seciunea nustat 0m1;ham4 adncimea normal n reim natural n seciunea amonte de lucrare

0m1.Calculul adncimii maime probabile dup afuiere se face cu una din formulele:

6#*:

$

6

am

af

;

;

h

h

= 0).#(1

sau:%*)

$

6

am

af;

;

h

h

= 0).#61

n care:64 limea albiei la olinda apei corespunztoare debitului de calcul n

seciunea amonte 0m1;$4 limea albiei la olinda apei corespunztoare debitului de calcul n

seciunea nustat 0m1;Orosimea saltelei de fascine se alee n funcie de adncimea i viteza apei la

debitul de calcul, conform tabelului )..

'a%e$u$ 6.4

/ROSIMEA SAL'ELEI DIN )ASCINE BN )UNCIE DE AD+NCIMEA I (I'EA APEI-di Maua$u$ iieru$ui &idr"e&icia

%)


19/41

1altele din gabioaneOrosimea saltelelor din abioane variaz ntre (,69(,9( m.>n eploatare protecia cu saltele a fundului albiei sufer o serie de deformri care

se cuantific cu parametrul hields, dimensiunile pietrei i*sau saltelei fiind dependente deviteza critic. Pentru dimensionare se vor utiliza raficele de mai 2os.

"ciunea valurilor asupra proteciei malurilor impune adoptarea unor dimensiunilimit pentru piatr i abioane, evideniate n tabelul urmtor.

'a%e$u$ 6.1

LIMI'ELE DE S'AILI'A'E PEN'RU PRO'ECIA CU /AIOANESUPUSE ACIUNII (ALURILOR

.imensiuni +eren permea-il +eren impermea-il

a-ion5m6

.imensiunea pietrei 1*1!" 1* 1*$ 1*1!" 1* 1*$.

5mm6

d"#

5mm6

>c

5m6

>D

5m6

>c

5m6

>D

5m6

>c

5m6

>D

5m6

>c

5m6

>D

5m6

>c

5m6

>D

5m6

>c

5m6

>D

5m6

%%

Relatia dintre deformarea saltelei si coeficientul de eficacitate21hields&$

1chema misc arii pietrei i n interiorul gabionului$

(( (.($

(.$

(.#

(.)

(.'

6.(

6.$

6.#

6.)

6.'

( .(# ( .() ( .(' (. 6( ( .6$ ( .6#

@odel Prototip

Parametrulhields CdQ

Paremetrudedeformare

zidm 6

$

$

tz

t

$- +eformatiasaltelei

din abioane

6 - alteadin abioane

in stareinitiala

@odel Prototip

+imensiunea pietrei d m 0m1

5itezacritica

0m*s1

(.(%9

&.(

(.6(( (.6$9 (.69( (.6%9 (.$((

#.(

9.(

).(

%.(

'.(

Rmbracaminte @odel Prototip

Orosimea saltelei 0m1

5itezacritica

0m*s1

&.(

(.6(

#.(

9.(

).(

%.(

'.(

(. 69 (.$( (.&( (. #( (.#9 ( .9(

Ar.Groud

e6.9

Ar.Groud

e?&Ar.Gro

ude6.9

Ar.Groude?&

t

d

a1 b1

c1 d1

Fig. 6.3a1 - 7elaia dintre deformarea saltelei i coeficientul de eficacitate 0chields1;b1 - chema micrii pietrei n interiorul abionului;c1 - Corelarea dimensiunii pietrei cu viteza critic;d1 - Corelarea rosimii saltelei cu viteza critic.


20/41

015 = 017 70-100 85 06 0 10 13 15 18 0" 06 075 0 12 1"023 = 025 0-150 120 0 12 13 16 18 21 06 07 0 12 1" 16

030 120-180 150 12 1" 18 1 21 2" 07 08 12 13 16 18050 180-320 250 17 20 22 25 27 30 0 11 1" 16 20 22

> d!mens!unea p!etre!

d50 d!mens!unea med!e a p!etre!?C nl&!mea cr!t!c a alulu! +nceperea de()rma&!e! sau deplasr! ma! mar! de 0,05 m?@ nl&!mea max!m a alulu! +de()rma&!! $! deplasr! ma! mar! de 0,25 m

Hrmare testelor efectuate, s-au stabilit corelaii ntre tipul de protecie i vitezacritic de antrenare a pietrei, precum i posibilitatea de cedare n cazul eroziunii la piciorulaval, evideniate n raficele de mai 2os.

Hrmare testelor efectuate s-a putut stabili o corelare ntre nlimea valurilor irosimea saltelei, respectiv a proteciei din anrocamente, reprezentat n raficul urmtor.

%'

(

6

$

&

#

9

)

( (.$( (.&( (.#( (.)( (.'( 6.(( 6.$(

(.69 (.$& (.#9

a

b c

d

Orosimea imbracamintii 0m1

5itezacritica

0m*s1

Oabioane

Rmbracaminte dinanrocamente

((

$9

9(

%9

6((

(.9 6 $ & #6.9 $.9 &.9Probabilitateadecedare

0

/1

z*,

z - "dancimea afuierii , -


21/41

6.1.2.2. Dimensionarea elementelor mbr%c%minii talu0urilortabilitatea i durabilitatea mbrcminilor depind de tipul i dimensiunile alese."stfel, hotrtoare sunt:- la cursurile naturale, viteza curentului i aciunea heii;

- la lacuri E nlimea valurilor provocate de vnt;tabilitatea aprrii de mal poate fi compromis prin afuierea bazei sau prin

splarea aprrii de ctre cureni i valuri.

3erificarea stabilitiise poate face innd seama de valorile maime admisibile aleforei de antrenare, pentru diferitele elemente ntrebuinate ce alctuiesc aprarea.

Gora unitar de antrenare a curentului 0fa1, eercitat asupra perimetrului udat alseciunii transversale a albiei, se calculeaz cu relaia:

fa4 ahmi 0=A*m$1 0).#$1n care:

a4 reutatea specific a apei 0=A*m&

1;hm4 adncimea medie a apei n seciunea udat 0m1;i 4 panta hidraulic a albiei 0asimilat cu cea a suprafeei libere a apei1.

'a%e$u$ 6.11

(ALORI MA>IME ADMISIILE ALE )OREI UNI'ARE DE AN'RENARE 9Ha:PEN'RU DI)ERI'E 'ERENURI I BMR*C*MINI ALE MALULUI I 'ALUULUI

-di Ma"$iu I. 8 pa.16 Lae! M. 8 pa.41 Pascec" . 8 pa.6

r2crt2

atura terenului sau a m-rcmin4ii fa5da;m6

# 1 1 !s!p cuar&)s )#!$nu!t, cu d!ametrul de 0,200,"0 mm 0,180,20

%

Fig. 6.11 Corelarea ntre n%limea valului 5i grosimea saltelei


22/41

2 !s!p cuar&)s )#!$nu!t, cu d!ametrul de 0,"01,00 mm 0,250,303 !s!p cuar&)s )#!$nu!t, cu d!ametrul pn la 2 mm 0,"0" *mestec de n!s!p mare 0,600,705 !s!p #!ne a$e'at $! p!etr!$ mrunt, ac&!une de lung durat 0,800,06 !s!p #!ne a$e'at $! p!etr!$ mrunt, ac&!une de scurt durat, la !!tur! 1,001,20

7 @eAm +lut n!s!p)s, curat 1,108 /!etr!$ cuar&)s r)tund, cu d!ametrul de 0,501,50 cm 1,25 /!etr!$ amestecat cu lut, ac&!une de lung durat 1,5010 /!etr!$ amestecat cu lut, ac&!une de scurt durat 2,0011 /!etr!$ cuar&)s mare, cu d!ametrul de "5 cm ",8012 /rund!$ calcar)s, plat, cu gr)s!mea de 12 cm $! lung!mea de "6 cm 5,6013 %alu'ur! nsmn&ate cu !ar# 1,001,201" ra'de, ac&!une de scurt durat 2,003,0015 ra'de, ac&!une de lung durat 1,501,8016 ra'de (!xate cu &ru$!, ac&!une de lung durat 2,503,0017 !s!p mare ntre cle!)na.e 1,0018 /!etr!$ ntre cle!)na.e 1,25",001 Bardur! d!n nu!ele s!mple ",0020 Cle!)na.e s!mple pe d!rec&!a curentulu! ",005,0021 Saltele d!n (asc!ne 3,007,0022 *nr)camente mar! (!xate n grdule&e, a$e'ate pe (!ltru !ners 10,0012,0023 m#rcm!nte d!n plc! de #et)n armat, (unc&!e de gr)s!me +0,0"0,20 m 3,007,002" /ereu d!n dale de #et)n +0,060,20 m, (unc&!e de greutate +supra(a& 6,0015,0025 /ereu uscat d!n m)l)ane de 0,250,30 mm,c)ad med!e, pe (!ltru !ners 8,0016,0026 *nr)camente de m!n!m 0,30 m d!ametru med!u 16,002",0027 *prr! de ga#!)ane +p!atr de d!mens!un! m!c! 16,0020,0028 *prr! cu ga#!)ane +p!atr de d!mens!un! mar! 25,00150,002 /ere&! c)nt!nu! de p!l)&! d!n lemn sau cs)a!e +apra&! la #a'a c)ntra a(u!er!! 16,00

30 Cs)a!e 16,00100,0031 /ere&! d!n palplan$e de lemn +apra&! la #a' c)ntra a(u!er!! 20,002",0032 D!dr!e de p!atr 20,0050,0033 m#rcm!nte d!n #et)n m)n)l!t 30,0060,003" m#rcm!nte d!n #et)n armat 80,00100,00

3iteza curentuluide curere provoac un efect de uzur mecanic a proteciilor ide antrenare a elementelor din alctuirea acestora.

+epirea vitezelor admisibile conduce la distruerea mbrcminilor, mai ales laproteciile din anrocamente i pereuri ruoase.

a dimensionarea proteciilor, se va ine seama de vitezele medii admisibile dintabelul ).6$.

'a%e$u$ 6.1(ALORILE (I'EELOR MEDII ADMISIILE PEN'RU DI)ERI'E 'IPURI DE BMR*C*MINI

-di Da E. 8 pa.;3= Lae! M. 8 pa.11 Pascec" %. 8 pa.

r2crt2

+ipul m-rcmin4ii3iteze medii admisi-ile 5m;s6E

:d?ncimea medie a curentului 5m6

0,"0 1,00 2,00 3,000 1 2 3 " 51 r'du!re pe lat 0,0 1,20 1,30 1,"02 r'du!re pe mucA!e 1,50 1,80 2,00 2,20

3 )l)an! $! #)l)n!$E- #)l)an! m!c! de 0,0750,10 m 2,02,"5 2,"2,8 2,753,2 3,33,8'(


23/41


24/41

4 coeficient care depinde de ruozitatea aprrii i de turbulena micrii;

a

ap

=

p4 reutatea specific a pietrei 0=A*m&1;

a4 reutatea specific a apei 0=A*m&

1;4 unhiul de frecare interioar a materialului proteciei;4 unhiul nclinarii taluzului aprrii fa de orizontal.

5iteza medie de antrenare a pietrei n albie se poate lua din tabelul ).%.e pot face verificri i cu alte formule, care eprim efortul critic de antrenare.

"cestea ns eprim fenomenul de trre a aluviunilor i sunt n eneral valabile pentrufraciunile mici ale acestora.

n acest sens, se remarc faptul c pentru antrenarea n mas,vitezele curentului trebuie s fie cu circa #( / mai mari ca pentru antrenarea elementelorizolate. +e asemenea, la antrenarea pietrelor n dublu strat, vitezele trebuie s fie cu circa

6( / mai mari dect pentru un simplu strat. +in aceste considerente, rezult necesitatearealizrii proteciilor n dublu strat i ntrirea lucrrilor pe conturul lor, unde pietrele arputea fi antrenate ca elemente izolate cu blocuri de dimensiuni mai mari.

Dimensionarea pietrei la aciunea valurilor+iametrul minim al pietrei utilizate pentru protecia taluzurilor atacate de valuri,

poate fi stabilit cu numeroase relaii semiempirice:- pentru anrocamente aruncate:

dan4m

m6h$6,( $

ap

+

0m1 0).##1

- pentru piatr, aezat reulat sub forma de pereu:dp4

m

m6h6%',( $

ap

+

0m1 0).#91

unde:4 coeficientul de siuran eal cu 6,$6,9;p4 reutatea specific a pietrei 0=A*m&1;a4 reutatea specific apei 0=A*m&1;m 4 cotanenta unhiului de nclinare a taluzului.

Pentru p4 $) =A*m&; 4 6,9; m 4 6,9, rezult:

dan4 (,$& h 0m1 0).#)1dp4 (,6# h 0m1 0).#%1

- alt relaie este:

dm4 +

$ap

a t-6h

m 0m1 0).#'1

n care:m 4 coeficientul de siuran eal cu 6,9$,(;4 coeficient 4 (,$6, pentru anrocamente aruncate;

4 (,6', pentru piatra aezat reulat 0pereu uscat1.

'$


25/41

- o relaie, care ine seama de reutatea pietrei la proteciile din anrocamentearuncate, este:

p4 (,&p '&,6&

ap

a t-h

0=A*buc1 0).#1

n care, notaiile au semnificaiile de la relaia ).#9. Pentru verificare,diametrul minim al pietrei aruncate se determin cu relaia:

dm4p

p

a

-

0m1 0).9(1

n care:p4 reutatea pietrei 0=A*buc1;a 4 indice de volum 4 (,9;p4 reutatea specific pietrei.

- o alt formul utilizat este:

dm4 d( hap

a

0m1 0).961

n care:dm4 diametrul de calcul al blocului stabil 0m1;d(4 coeficient adimensional, dependent de diferii factori.

- pentru taluzuri la m 4 $9:

d(4$m

6m

m

= $

++

0).9$1

unde:

= 4 6,& coeficient pentru anrocamente, cndh

C69;

4 $,(# coeficient pentru anrocamente, cnd h

? 69;= 4 6,% coeficient pentru pereu i blocuri mari de piatr;m 4 cotanenta unhiului de nclinare a taluzului.

- pentru taluzuri la m 4 6&:

d(43 3

3

1m

1

h

Lk

+0).9&1

n care:= 4 coeficient4 (,(6%, pentru blocuri de piatr masive;

4 (,($9, pentru anrocamente.

4rosimea pereurilordin betonse determin cu urmatoarele formule:- pentru rezistena la aciunea valurilor:

a$

p

= 0m1 0).9#1

unde:4 rosimea pereului 0m1;p 4 & h E presiunea valului pe taluz, n locul de izbire 0=A*m1;h 4 nlimea valului 0m1;a4 presiunea admisibil pe teren 0=A*m$1.

- rosimea minim a plcilor de beton, la aciunea valurilor:

'&


26/41

( ) bcos

h66,(c

ab

am

= 0m1, 0).991

n care:m4 rosimea plcii de beton 0m1;

c 4 coeficient de form;46,$96,9 pentru nclinri ale terenului ntre 6:6,96:$;h 4 nlimea valului 0m1;b 4 latura plcii, presupus ptrat 0m1;4 unhiul taluzului cu orizontala.

- rosimea minim a plcilor de beton, pentru a fi stabile la efectul de emersiune:

( ) ( )&

ab

m1bl$

C

cos

h69,(=s

+= , m 4 $9 i

h

4 '69 0).9)1

n care:m 4 rosimea minim a plcii de beton 0m1 pentru a se asiura

stabilitatea din efectul de emersiune 0la subpresiune1;=s 4 coeficient de siuran 4 6,&;4 unhiul taluzului cu orizontala;l 4 lunimea plcii 0m1;b 4 limea plcii 0m1.

6.. Prauri de Hud

6..1. Ca$cu$e &idrau$iceCalculul hidraulic al praurilor de fund se efectueaz dup principiile de calcul ale

bara2elor deversoare.Problemele hidraulice care se pun n cazul praurilor de fund sunt leate de

disiparea eneriei la racordarea cu bieful aval. Giind vorba de trecerea de la un reim decurere rapid la unul lent, soluia economic pentru praul de fund este aceea de a sefavoriza prin alctuirea acestuia, formarea saltului hidraulic necat.

+in punct de vedere al cotei praurilor fa de nivelul apei din aval, acestea pot fi:- nenecate 0cnd nivelul apei n aval nu influeneaz curerea1;- necate 0cnd nivelul apei n aval este situat deasupra cotei praului i

influeneaz mrimea debitului deversat1.Calculul hidraulic al praurilor de fund presupune urmtoarele etape de analiz:- racordarea biefurilor, dimensionarea bazinului disipator;-

calcule de afuiere;- verificarea la infiltraii.Calculele hidraulice trebuiesc efectuate att pentru debitele de calcul 036/ - $/1 ct i

pentru etapele de eecuie, cu limea praului limitat prin devierea apelor cu debitul de'( /.

Cota diurilor de deviere va rezulta i ea n urma acestor calcule.

6.2.1.1. acordarea biefurilor1tabilirea formei saltului hidraulica curerea peste deversor, racordarea cu bieful aval poate fi:- fr salt hidraulic, dac n bieful aval:

i ? icr i havhcr 0).9%1

'#


27/41

0hcr* & $$

-b

3pentru albii dreptunhiulare, $

cr

$

cr

3i = , cr 4 "crCcr cr7

1- cu salt hidraulic, dac hav? hcr 0).9'1

Gorma saltului se determin astfel: e determin sarcina hidraulic la pra - L(Gormula de baz pentru calculul deversoarelor nenecate 0z ? L1 de toate tipurileare urmtoarea epresie:

3 4 mb $*&(L-$ 0mc*s1 0).91

n care:3 4 debitul deversat ;m 4 coeficient de debit 0conform "neei1; 4 mo;

mo4 coeficient de form;4 coeficient de necare a deversorului;4 coeficient de contracie lateral; 4 coeficientul de oblicitate a deversorului;

b 4 limea praului 0m1; 4 acceleraia ravitaiei 0m*s$1;L(4 sarcina hidraulic la pra 0deversor1 cu considerarea vitezei de

acces.

-$

5LL

$(

( += , unde:

0).)(1

5(4bL3 i poate fi neli2at cnd 5(K (,%96,( m*s 0).)61

L 4 nlimea lamei de ap peste praul deversor;

Aotnd S 4b

3, sarcina pe deversor se poate scrie:

&$

$

o-m$

SL = 0).)$1

unde:S 4 debit specific.

>n cazul praurilor de fund, limea praului este practic eal cu limea albiei

din amonte.>n condiii normale 0fr necare, fr contracie lateral perpendicular pe albie,cu seciune dreptunhiular1 m 4 mo.

e determin adncimea seciunii contractate, hc, din relaia:

hc41hLp0-$

S

co +0).)&1

n care:p 4 nlimea praului deversor;4 coeficient de vitez.

e ncepe calculul neli2nd sub radical pe hc, apoi se reface calculul introducnd

valoarea de la prima ncercare. e repet calculul pn cnd diferena fa de ncercareaprecedent nu depete 9 /.'9


28/41

e calculeaz hcri icr. e calculeaz adncimea con2uat sau Madncimea de separareN h cc , care

pentru albii dreptunhiulare are formula:

+= 6

h

h'6

$

hh

&

c

crccc

0).)#1 e stabilete forma saltului prin compararea cch cu avh . +ac hav?hc,

cch ? avh salt hidraulic ndeprtat;cch 4 avh salt hidraulic n poziia critic;cch K avh salt hidraulic necat.

Dimensionarea bazinului disipator- +ac racordarea se face fr salt hidraulic, nu este necesar bazin disipator, ci

numai o rizberm, care s preia efectele vitezelor sporite n aval de pra.- >n cazul racordrii cu salt hidraulic, este necesar prevederea unui bazin disipator

i eperiena a artat c, dintre formele de racordare cu bieful aval, cea cu salt hidraulicapropiat, cu un rad de necare de 6,(9 sau puin mai mare, este cea care realizeaz uncontrol eficient al poziiei saltului i cea mai intens disipare a eneriei.

Pentru realizarea racordrii cu salt apropiat, este nevoie s se construiasc unbazin, cu o saltea de ap de rosime hav? h cc , denumit bazin disipator.

')

zL

av

h

b

av

h

RRRRR

R

h cr

(zz

5*$-

h c

!4pFL (

LL(

(

$ (

5(

p av

zL

av

h

b

;

av

h

RRRRR

R

hc

r

(z

z

5

*$-

hc

!4pFL

(

LL(

(

$ (

5(

pa

v

Fig. 6.12 Forma saltului idraulicR E ndeprtat; RR E n poziie critic; RRR E apropiat 0necat1.


29/41


30/41

&

cr6r

Qh

hG

= - numrul Groude naintea saltului

6.2.1.2. ndicaii privind aprecierea apro7imativ% a afuierilor albiei n biefulaval>n ipoteza racordrii biefurilor cu salt necat i al unui bazin disipator fr elemente

suplimentare de disipare 0dini, icane etc.1 i a unei albii constituit dintr-un materialafuiabil, determinarea afuierilor va avea la baz relaiile:

( 55 = 0).%(1av hPt = 0).%61

unde:x 4 coeficientul capacitii de erodare a curentului;hav 4 adncimea curentului n aval, n condiii naturale;5( 4 viteza medie la captul zonei de tranziie;

5, t 4 viteza, respectiv adncimea afuiat, ntr-o seciune oarecare dinzona de transfer;

5(i 5x 4 viteze medii de neantrenare.>n zona de tranziie are loc uniformizarea distribuiei vitezelor medii i stinerea

macropulsaiilor de vitez, care apar n zona saltului hidraulic.@rimea coeficientului depinde de mai muli factori i poate fi stabilit numai pe

cale eperimental.e propune utilizarea urmtoarei relaii:

+=

o

o

o l

6(',(

l

$#,(%),(

60).%$1

unde:cr

oo

h!= i $

c$

$

coh-$-h!

+=

0).%&1n care:

!o *adncimea critic; 4 6,(; 4 debitul specific Tmc*s*mU; 4 coeficient ce ine seam de pierderile de sarcin n lama

deversant;4(,'((,( pentru prauri n profil polional;

4(,'9 (,9 pentru prauri late;hc4 adncimea curentului n seciunea contractat.

>n mod practic, din considerente economice, prote2area albiei n aval de pra nu serealizeaz pe toat lunimea zonei de tranziie, pentru a mpiedica total afuierile locale, cise admite apariia lor pe o anumit adncime.

unimea zonei de disipare a eneriei se poate determina cu urmtoarea relaieempiric:

)rc

avo

G

h$$l = 0).%#1

unde:

hav4 adncimea apei n aval;Grc4 un numr analo numrului Groude.''


31/41

( )

c

o$

rch

h!$G

= 0).%91

"ceast lunime mai poate fi determinat i cu a2utorul raficului din fi. ).6&.

Ca verificare,consolidarea dup bazinuldisipator trebuie s se fac pe cel puin &hav.

Cu aceste elemente putem calcula afuierile care s-ar produce n cazul neprote2rii

albiei. "dmind o anumit mrime a afuierii, se poate determina distana fa deseciunea contractat a apei la care ea se produce i deci se poate stabili lunimeanecesar a rizbermei.

Pentru calculul vitezelor pe zona rizbermei unde afuierile nu vor mai avea loc, s-aintrodus noiunea coeficientului capacitii de erodare a curentului , similar lui x:

5

5

Qo= 0).%)1

unde:5 4 viteza medie a curentului ntr-o seciune;

Qo5 4 viteza medie a unui curent 0fr s produc antrenare1, avnd o capacitate

de antrenare echivalent cu a curentului dat n seciunea respectiv.a captul zonei de tranziie Qo55= i 6P= .

'

lo*hcrl o*hav

zo*hcr

Grc

lo*hcr4f$0zo*hcr1

l o*hav4f60Grc1

Fig. 6.1! Determinarea lungimii 0onei de disipare a energiei


32/41

>n fi. ).6# se prezint rafic curbele de variaie ale mrimii n funcie de raportul*havpentru diferite valori ale raportului 4 hN*hV, unde este distana msurat fa denceputul saltului i hav, adncimea curentului.

Cu valorile ce se obin pentru Qo5 se calculeaz diametrul 0respectiv reutatea1anrocamentelor, din condiia de neantrenare:

( )t

5(6,(d

&

(Q

0m1

0).%%1Pentru d ? 6( cm, este necesar aplicarea unor coeficieni de siuran.

6.2.1.!. Calcule privind infiltraiile pe sub pragurile de fundPrin realizarea unui pra de fund se creaz o sarcin hidraulic ntre bieful amonte

i bieful aval 0L 4 L6E L$1 sub aciunea creia are loc infiltraia apei pe sub construcie.>n cazul praurilor de fund, analizarea acestui fenomen este necesar pentru

stabilirea diaramei de presiune pe talpa construciei, n vederea dimensionrii lastabilitate a acestuia, dar n mod special pentru a lua msurile pentru evitarea pericoluluide antrenare a materialului din fundaie, sub aciunea curentului de infiltraie.

>n literatura de specialitate sunt date metode de rezolvare a problemei infiltraieiplane sub presiune, dintre care unele sunt metode eacte:- metoda funciilor de variabil comple;- metoda transformrilor conforme;@etoda aproimativ:- metoda framentelor.@etode rafice i eperimentale:- metoda de construire a reelei hidrodinamice a micrii;- metoda analoiei electrohidrodinamice.Pentru siurana construciei, sub aspectul evitrii pericolului de antrenare a

materialului de sub construcie, din eperien s-a stabilit c lunimea conturului subteran

(

6.(

6.#

6.'

$.$

$.)

&.(

&.#

# #) ' 6( 6$ 6# 6) 6' $( $$

=

*hav

46#

46$

46(

4'

4)

4#

Fig. 6.1$ Determinarea coeficientului de afuiere a albiei


33/41

al acesteia va trebui s aibe o mrime ce poate fi stabilit, n funcie de caracteristicilepmntului, astfel nct acesta s reziste la antrenare i afuiere.

Pentru calculele preliminare sau pentru condiii n care sarcina hidraulic esteredus i nu sunt prevzute ecrane de palplane, datorit simplitii, s-a impus metodaconturului subteran de calcul al infiltraiei acceptabile, care va trebui utilizat atunci cnd

nu sunt folosite metode mai eacte de calcul.unimea redus minim necesar a conturului subteran al construciei, va ficonform acestei metode:

LC&

6 oorizverto += 0m1, 0).%'1

unde:vert4 lunimea cilor verticale;oriz4 lunimea cilor orizontale.Cile de infiltraie nclinate fa de orizontal, cu panta mai mare de #9(seconsider verticale, iar la o nclinare sub #9(, orizontale.Co 4 coeficient, conform tabelului ).6&;L 4 diferena dintre nivelul amonte i cel aval.

"ceast verificare este obliatorie pentru toate cazurile. >n cazuri speciale, cndlunimea conturului rezult foarte mare din cauza unei sarcini hidraulice mari i a unui terenfin de fundaie, se vor face calcule cu metode mai eacte i se vor lua msurile necesare dediminuare a infiltraiilor.

'a%e$u$ 6.1;

(a$"ri$e c"eHicieu$ui 9C: peru pr"cedeu$ @"diHica de iHi$ra#ie pe c"ur-dup C&ise$e


34/41


35/41

COE)ICIEN'UL DE DEI' PEN'RU CALCULUL PRA/URILOR DE )UND

Coeficientul de debit depinde substanial de forma profilului praului deversor0m 4 (,&((,9(1, dup cum urmeaz:

/ragul deversor cu profil curbiliniu f%r% vacuuma acest tip de deversor, la contactul dintre lama deversant i parament nu apare

vacuum 0profil tip Creaer E Wfierov1 fi.).69.

Coeficientul de debitpentru sarcina hidraulic proiectat Lpr0de calcul1 este:- pentru profilul tip " m 4 (,#;- pentru profilul tip m 4 (,#';- pentru profilul tip " cu palier m X(,%(,# 4 (,#%9;"ceste tipuri de deversare nu sunt recomandate practic pentru nlimile mici ale

praurilor.

/ragul deversor, cu profil curbiliniu cu vacuum"cest tip combin un profil curbiliniu al coronamentului 0de tip circular sau eliptic1

0fi. ).6).a, b1 cu unul liniar al paramentului i o racordare circular cu bazinul.

&

7 x

8

Profil A

m*-$9:

7 x

8

Profil ;

m*-$9

Lp

2==>? -/0'&

Fig. 6.1* Deversoare cu profil curbiliniu, f%r% vacuum

P

r

'

m*@A)

*0BC,

b

@b a

a b

Fig. 6.16 Deversoare cu profil curbiliniu, cu vacuuma E profil circular; b E profil eliptic


36/41

Coordonatele profilului sunt date n tabelul ).69.

'a%e$u$ 6.1

COORDONA'ELE PRO)ILULUI CU (ACUUM AL ARAKELOR DE(ERSOARE DE

)ORM* CIRCULAR* I ELIP'IC* A CORONAMEN'ULUI-di P./. C&ise$e< 8 pa.36

1r2punctului

-;a = 1 5coronament circular6 -;a = -;a = $

G y G y G y

1 - 1,000 1,000 - 0,62 0,830 - 0,"72 0,622 - 0,736 0,330 - 0,560 0,2"8 - 0,368 0,183 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

" 0,585 0,208 0,62 0,226 0,5"1 0,1735 1,377 1,302 1,2"2 0,730 1,022 0,5036 2,"3" 2,86 1,682 1,278 1,"56 0,8007 3,670 ",717 2,327 2,2"6 1,855 1,3208 5,"62 7,"2" 2,56 3,78 2,2"0 1,72 - - ","50 5,"30 2,580 2,27010 - - 5,2 6,70" 3,13 3,21"11 - - 6,15 8,0"8 ",685 5,"5312 - - 7,767 10,"05 5,561 6,76713 - - 8," 12,2"6 6,"22 8,0881" - - 10,208 1",067 7,8 10,""215 - - 11,72" 16,370 ,222 12,258

16 - - 13,365 18,803 10,"38 1",08217 - - - - 11,51 16,35218 - - - - 13,587 18,805

Coeficientul de debitare valori de pn la (,99(,9%, care sunt date n tabelul ).6).

'a%e$u$ 6.16

(ALOAREA COE)ICIEN'ULUI DE DEI' 9m: PEN'RU DI)ERI'E (ALORI ALERAPOR'ULUI SEMIA>ELOR ELIPSEI b8a PEN'RU DI)ERI'E (ALORI 0"7rH

-di P./. C&ise$e< 8 pa.36

>#;rfm

>#;rfM

-;a = 1 -;a = -;a = $ -;a = 1 -;a = H;a = $

1,0 0,"86 0,"87 0,"5 2,2 0,533 0,5"8 0,5511,2 0,"7 0,50 0,50 2," 0,538 0,55" 0,5571," 0,506 0,512 0,520 2,6 0,5"3 0,560 0,5621,6 0,513 0,521 0,530 2,8 0,5" 0,565 0,5661,8 0,521 0,531 0,537 3,0 0,553 0,56 0,5702,0 0,526 0,5"0 0,5"" 3,2 0,557 0,573 0,575- - 3," 0,560 0,577 0,577

#


37/41


38/41

unde:L 4 sarcina deversorului;P64 adncimea praului n amonte.

Coeficientul de debit depinde n acest caz de raportul dintre sarcina hidraulic L ilimea acesteia i de nclinarea paramenilor, valorile fiind date n tabelul ).6'.

'a%e$u$ 6.13

(ALORILE COE)ICIEN'ULUI DE DEI' 9@: PEN'RU DE(ERSORULNEBNECA' CU PRO)IL 'RAPEOIDAL

-di P./. C&ise$e< 8 pa.35

p;>Coeficient de taluz Coeficient de de-it m

mamonte ma,al >;c = >;c = / 1 >;c = 1 / #!"

2 = 3 0 1 0,"2 0,"0 0,380 2 0,"0 0,38 0,36

3 0 0,"2 0,"0 0,38" 0 0,"1 0,3 0,375 0 0,"0 0,38 0,36

1 = 2 -10 0 0,38 0,36 0,350 3 0,3 0,37 0,350 5 0,37 0,35 0,3"0 10 0,35 0,3" 0,33

Pentru calculul coeficientului de necare se va putea utiliza formula:

&n

L

z

P

h$,(6(9,6

+= 0).'#1

unde:hn4 nlimea de necare msurat de la creasta deversorului la nivelul din

aval;hn4 L E zP 4 nlimea deversorului de la creast la fundul bazinului disipator;z 4 cderea la deversor, de la nivelul amonte al apei, la cel din aval.

Deversor cu prag late consider pra lat, deversorul cu seciune dreptunhiular la care$LKcK06(-691L- pra lat nenecat:

3 4 m b $*&oL-$ 0).'91

h 4 hcr4 o& $Lm$ orientativ m 4 (,&9 0).')1

)


39/41


40/41


41/41

Oruprile speciale vor cuprinde n afara aciunilor din ruprile fundamentale, pe celeecepionale, cu o frecven unic, cum ar fi: seismul, solicitrile din perioada de eecuie,sau datorate deradrii unor pri ale construciei 0afuierea patului, dislocri datoratecurenilor, etc.1

>n ruprile speciale ce cuprind aciunea seismului nu se va lua n calcul suprasarcina

pe cile auto sau cile ferate, sau n cazul unei frecvene mari de circulaie se va lua unprocent de &(/ din aceasta.a evaluarea aciunilor pentru diversele rupri, se va ine seama de nivelurile posibile

ale apei, care s conduc la situaiile cele mai deformabile de ncrcare.

6.;.;. (eriHicri5erificrile de stabilitate ce trebuie fcute sunt dup caz, urmtoarele:

- verificarea stabilitii enerale, la lunecare pe suprafee cilindrice, sau pe suprafaa decontact a umpluturii cu terenul natural;

- verificarea stabilitii la lunecare pe suprafaa de fundare;- verificarea la rsturnare;

- verificarea stabilitii prin cedarea terenului de fundare 0verificarea presiunilor1;- verificarea stabilitii la plutire a radierelor bazinelor disipatoare sau altor elemente

supuse subpresiunii apei.5erificrile la stabilitate se vor efectua pe baza metodei strilor limit, ruparea

aciunilor i coeficienii pariali de siuran lundu-se conform !" 6(6(6*(" E %% M"ciunin construcii. Clasificarea i ruparea aciunilor pentru construcii civile i industrialeN i a!" &&((*$ E '9 M!eren de fundare. Calculul terenului de fundare n cazul fundrii directeN,precum i a principiilor

Documents

Cap. 06 Calcule Si Prescriptii de Dimensionare