7/24/2019 NP 130-2012

1/77

1

PROIECT"Normativ privind stabilirea ncrcrilor igruprilor de ncrcri pentru construciile

hidrotehnice de retenie",indicativ NP 130- 2012

Aprilie 2013

7/24/2019 NP 130-2012

2/77

2

Cuprins

Cap.1. Obiectul normativului

Cap.2. Domeniul de aplicare

Cap.3. Definiii i termini

Cap.4. Clasificarea aciunilor

Cap.5. Coeficieni i grupri ale aciunilor (ncrcrilor)

Cap.6. Greutatea proprie

Cap.7 Aciunea apei

Cap.8 mpingerea pamntului

Cap.9 Aciunea valurilorCap.10 Aciunea gheii

Cap.11 Aciunea variaiilor climatice de temperatur

Cap.12 Aciunea seismic

Bibliografie

Anexe

ANEXA 1. Aplicaie privind mpingerea pmntului.

ANEXA 2. Evaluarea aciunii valurilor.ANEXA 3. Evaluarea aciunilor din ghea.ANEXA 4. Evaluarea temperaturilor de calcul din seciunea unui baraj arcuit.

7/24/2019 NP 130-2012

3/77

3

Cap.1 Obiectul normativului

(1) Normativul se refer la stabilirea ncrcrilor i a gruprilor de ncrcripentru dimensionarea i verificarea construciilor hidrotehnice de retenie, a fundaiilorlor i a unor elemente structurale specifice.

(2) n cadrul prezentului normativ se revizuiesc prescripiile din actele normativeprivind construciile hidrotehnice precum i hidroenergetice i se armonizeaz cureglementrile existente n Uniunea Europeana.

Cap.2. Domeniu de aplicare

(1)Normativul se aplic la proiectarea construciilor hidrotehnice de retenie noiprecum i la verificarea celor existente din cadrul amenajrilor resurselor de ap ianume:

a) baraje de beton i din umpluturi,b) stvilare,c) echipamente hidromecanice din frontul barat,d) conducte i galerii de golire,e) diguri de conturare a lacurilor de acumulare,f) entrale hidroelectrice i ecluze din frontul barat,g) prize de ap de mic i mare presiune.

(2) Alte construcii care pot fi amplasate n frontul barat: poduri peste deversoare,suprastructurile centralelor hidroelectrice, case de vane, cldiri anexe etc. , nu constituieobiectivul prezentului normativ, ele se proiecteaz conform reglementrilor specifice n

vigoare.

Cap.3. Definiii i termeni

(1) Definiiile i termenii folosii n normativ sunt parial preluai dinSREN1990:2004. Bazele proiectrii structurilortermeni referitori la aciuni i uneoricorectai pentru a corespunde particularitailor construciilor hidrotehnice.

Aciune (F)a) Set de fore (ncrcri) aplicate asupra structurii (aciune direct);

b) Set de deformaii impuse sau acceleraii cauzate, de exemplu, de schimbri detemperatur, variaie de umiditate, tasri difereniate sau cutremure (aciune indirect).

Efect al aciunii (EF)

7/24/2019 NP 130-2012

4/77

4

Efect al aciunilor (sau efect al aciunii) asupra elementelor structurale, (deexemplu fora intern, moment, solicitare, deformaie) sau asupra ntregii structuri (deexemplu deplasare, rotire)

Aciune permanent (P)

Aciune continu pentru care variaia n timp a mrimii este neglijabil, saupentru care variaia este mereu n aceai direcie (monoton) pna cnd aciuneaatinge o anumit valoare limit.

Aciune temporar (T)Aciune cu o intensitate variabil n timp sau n mod intermitent i care n

anumite perioade poate s lipseasc.

Aciune cvasipermanenta de lung durat (C)Aciune care se aplic pe durate lungi sau n mod frecvent, cu intensitai variabile

sau practic egal cu valoarea caracteristic.

Aciune variabil de durat scurt (V)Aciune a crei intensitate variaz sensibil n timp sau care poate lipsi pe

intervale lungi de timp.

Aciune exceptional (accidental) (E)Aciune care are intensiti semnificative dar care apare foarte rar, eventual chiar

niciodat pe durata de exploatare a construciei hidrotehnice.

Aciune (reaciune)geotehnicAciune(reaciune)transmis structurii de ctre sol, umplutur, apsubteran.

Aciune fixAciune care are o distribuie i poziie fix asupra structurii sau elementului

structural astfel ncat mrimea i direcia aciunii sunt determinate fra ambiguitatepentru toat structura sau pentru elementul structural dac mrimea i direcia suntdeterminate ntr-un punct pe structursau pe elementul structural.

Aciune liberAciune care poate avea diverse distribuii spaiale pe ntreaga structur.

Aciune independentAciune care poate fi presupus statistic independent n timp i spaiu faa de

orice alt aciune care seaplic pe structur.

Aciune staticAciune care nu provoac acceleraii semnificative structurii sau elementelor

structurale.

Aciune dinamic

7/24/2019 NP 130-2012

5/77

5

Aciune care provoac acceleraii semnificative structurii sau elementelorstructurale.

Aciune cvasistaticAciune dinamic reprezentat printr-o aciune static echivalent ntr-un model

static.

Valoare caracteristic a unei aciuni (Fk)Valoare principal reprezentativ a unei aciuni.

NOTAn msura n care o valoare caracteristic se poate exprima statistic, aceastapoate fi aleas s corespund unei probabilitti prescrise de a nu fi depit defavorabil ntimpul unei perioade de referininndu-se seama de durata de via proiectat astructurii i de durata situaiei proiectate.

Durata de referinPerioada de timp aleas care se utilizeaz ca baz pentru evaluarea aciunilor

variabile statistic, i uneori pentru aciuni accidentale.

Valoare de grupare a unei aciuni temporare (0T)Valoare aleas pnacum stabilit pe baze statisticeastfel nct probabilitatea

ca efectele cauzate de grupare sa fie depite este aproximativ aceeai cu efectulcauzat de valoarea caracteristic a unei aciuni individuale. Poate fi exprimat ca oparte determinat din valoarea caracteristic printr-un coeficient 01.

Valoare frecvent a unei aciuni temporare (1T)Valoare determinat pnacum aleas statistic astfel ncat ori timpul total, n

cadrul perioadei de referina, n timpul creia este depsit, nu reprezint dect omic

parte a perioadei de referina, ori frecvena ce este depsit este limitat la o valoare dat.Poate fi exprimat ca o parte determinat din valoarea caracteristic printr-un coeficient11.

Valoare cvasipermanent a unei aciuni temporare (2T)Valoare determinat astfel ncat perioada total de timp pentru care aceasta va fi

depasit, reprezint o parte important din perioada de referin. Poate fi exprimat cao parte determinat din valoarea carcteristic printr-un coeficient 21.

Valoare asociat a unei aciuni temporare (T )Valoare a unei aciuni temporare care nsoeste aciunea principal ntr-o grupare.

NOTA - Valoarea asociat unei aciuni temporare poate fi valoarea de grupare,valoarea frecvent sau valoarea cvasipermanent.

Valoare reprezentativ a unei aciuni (F rep)Valoare folosit pentru verificarea unei stri limit. O valoare reprezentativ

poate fi valoarea caracteristic (Fk) sau o valoare asociat. ((Fk)

7/24/2019 NP 130-2012

6/77

6

Valoare de calcul a unei aciuni (Fd)Valoarea obinut prin multiplicarea valorii reprezentative cu un coeficient parial

f.

NOTAProdusul dintre valoarea reprezentativ i coeficientul parial

F= Sdx f poate fi considerat ca valoarea de calcul a unei aciuni.Grupare de aciuniSet de valori de calcul care permite verificarea fiabilitaii structurale la o stare

limit sub influena simultan a diferitelor aciuni.

Cap.4.Clasificarea aciunilor

(1) Aciunile asupra construciilor hidrotehnice de retenie se clasific n functiede durat, respectiv de frecvena i intensitatea cu care apar n timpul execuiei sauexploatrii construciilor.Clasificarea aciunilor se prezint n Tabelul 4.1.

Tabelul 4.1

Nr.

crt.

Categoria aciunii Simbol Caracterizare

1. Permanente P Aciune pentru care variaia n timp amrimii este neglijabil sau pentru carevariaia este mereu n aceeai direcie(monoton) pna cnd aciunea atinge oanumit valoare limit.

2. Temporare

2.1. Cvasipermanente de lung durat

2.2. Variabilede scurtdurat

T Aciune cu o intensitate variabil n timpsau n mod intermitent i care n anumiteperioade poate s lipseasc.

C Aciune care seaplic pe durate lungi saun mod frecvent cu intensiti variabile saupractic egal cu valoarea caracteristic.

V Aciune a carei intensitate variaz sensibiln timp sau care poate lipsi pe intervalelungi de timp.

3. Excepionale(Accidentale)

E Aciune care are intensitai semnificativedar care apare rar, eventual chiar niciodatpe durata de exploatare a construcieihidrotehnice.

(2)Aciunile permanente (P)includ dupa caz urmtoarele ncrcri:a) greutatea proprie a corpului barajului,b) greutatea proprie a echipamentelor tehnologice permanente,c) greutatea lesturilor care contribuie la asigurarea stabilitii construciei,

7/24/2019 NP 130-2012

7/77

7

d) fore din precomprimarea corpului barajului cu ancore pretensionate,stareade eforturi iniiale (ngheate) la injectarea rosturilor de contracie abarajelor arcuite.

(3) In categoria aciunilor temporare cvasipermanente de lung durat (C) se

includ ncarcri ca:

a) presiunea apei corespunzatoare nivelului reteniei normale (NRN) n biefulamonte al construciei de retenie .

b) Prin NRN se nelege nivelul maxim al reteniei n condiiile exploatriinormale a acesteia, exceptnd nivelurile care pot apare la evacuarea debitelor maxime(de dimensionare, verificare) n condiii normale de exploatare.

(4) In presiunea apei se consider, dupa caz, urmtoarele componente:

a) presiunea hidrostatic din bieful amonte;

b) presiunea hidrostatic din bieful aval;c) subpresiunea (static i dinamic) pe conturul subteran al construcei de retenien condiii normale de funcionare a lucrrilor de etanare drenaj;

d) presiunea din infiltraia apei prin sistemul unitar construcie de retenie teren defundare (presiunea apei prin rosturi sau fisuri, presiunea apei din pori, presiuniintersiiale);

e) presiunea hidrostatic din conducte, galerii de golire corespunzatoare niveluluireteniei normale (NRN) la priza de ap.

i.- mpingerea activa a pmntului inclusiv a aluviunilor depuse n lacul de acumulare ia suprasarcinilor;

ii.-mpingerea muntelui n cazul construciilor subterane auxiliare construciilorhidrotehnice de retenie ;iii.-aciunea variaiilor climatice de temperatur pentru anul cu amplitudinea medie devariaie a temperaturilor medii anuale;iv.- ncrcri tehnologice i ncrcri utile diverse cu caracter cvasipermanent;v.- efecte din tasri i deplasri difereniate ale fundaiei cnd acestea nu sunt rezultatulunor schimbri majore a structurii terenului de fundare;vi.- ncrcri produse de efectul deformaiilor mpiedicate (contracia betonului, reaciialcalii - agregate de umflare a betonului, interaciunea masc de etanare din beton cucorpul barajului din materiale locale etc.)

(5) n categoria aciunilor temporare variabile de scurt durat (V) se includncrcri ca:

a) presiunea apei (din bieful amonte, din bieful aval, subpresiune) corespunzatoarenivelului maxim al apei n lac (NRM) n condiii normale de exploatare aconstruciei;

b) presiunea hidrodinamic a apei asupra deversorului la deversri corespunztoarenivelului maxim al apei n lac (NRM);

c) mpingerea gheii determinat pentru grosimea medie multianual;

7/24/2019 NP 130-2012

8/77

8

d) presiunea din aciunea valurilor produse de vnt, determinate pentru viteza mediemultianual a vntului;

e) impactul cu corpuri plutitoare, nave.

(6) n categoria aciunilor excepionale (accidentale) (E) se includ:

a) presiunea apei (din bieful amonte, din bieful aval, subpresiune) corespunzatoarenivelului maxim al apei n lac (NRM) n condiii speciale de exploatare aconstruciei (deteriorri ale sistemului de etanare-drenaj, fisuri la piciorul amontepe contactul barajfundaie etc);

b) aciunea seismic (efecte ineriale i hidrodinamice produse de cutremuruloperaional OBEsau cutremurul de evaluare a siguranei SEE);

c) mpingerea gheii determinat pentru grosimea maxim multianual, precum i ncazul ruperii zpoarelor i a evacurii apelor mari n perioadele de iarna;

d) presiunea din aciunea valurilor produse de vnt determinate pentru vitezamaxim multianual a vntului;

e) aciunea variaiilor climatice de temperatur pentru anul cu amplitudinea maximde variaie a temperaturilor medii lunare.

Cap.5.Coeficieni i grupri ale ncrcrilor

(1) n conformitate cu SR EN 1990:2004 proiectarea la stri limit include:a) stri limit ultime care implic securitatea oamenilor i/sau securitatea

structurii; n unele cazuri n aceast categorie se includ i stri limit care implicprotecia bunurilor;

b) stri limita de exploatare care implic funcionarea structurii sau a elementelorstructurale n condiii normale de exploatare.

(2) Proiectarea la stri limit trebuie s se bazeze pe aplicarea unor stri limitrelevante suficient de severe i variate astfel ncat s cuprind toate scenariile de aciuni efecte care pot aprea n timpul execuiei sau exploatrii construciei.

(3) Valoarea de calcul a unei aciuni (ncrcri) se determin prin nmulireavalorii caracteristice cu coeficientul ncrcrii ().

(4) Valoarea caracteristica a unei aciuni este o valoare reprezentativ a acesteiacare trebuie specificat ca valoare medie, valoare superioar/inferioar sau valoarenominal. Valorile caracteristice ale ncrcrilor i distribuiile lor se determin conformprevederilor din capitolele 612 ale prezentului normativ sau n cazuri bine justificate pebaza altor reglementri sau fundamentri specifice.

(5) In funcie de starea limit la care se face calculul i categoria gruprilor dencrcri (aciuni) se aleg coeficienii ncrcrii, conform tabelului 5.1.

7/24/2019 NP 130-2012

9/77

9

Tabelul 5.1

Stri limit de calcul Coeficientul ncrcrii Verificarile la care se utilizeazStri limit ultime Verificri la strile limit ultime

de rezisten i stabilitate n

cazul gruprilor fundamentaleStri limit de exploatare- ncrcrile se consider deregul cu valorile lorcarcateristice

- n cazurile de grupri careinclud mai multe ncrcritemporare variabile descurt durat (V)

1.00

d < 1.00

Verificri la strile limit undeintervin efecte de durat iverificri la aciunea gruprilorspeciale.

(6) n cazul ncrcrilor permanente (P) valorile coeficienilor ncrcrilor se

determin conform tabelului 5.2.

Tabelul 5.2

Nr.crt. Tipul ncrcrii maxim minim

1.

2.

3.

4.

5.

Greutatea proprie a construciei de retenie i aechipamentelor tehnologice

Greutatea proprie a cmuelii golirilor de fundsau a tunelelor de acces.

Greutatea umpluturilor

Efectul precomprimrii-prin tensionarea armturilor-prin injectare (la lucrri subterane)

Eforturi iniiale la nchiderea rosturilor

1,05

1,10

1,10

1,10

1,00

1,10

0,95

0,90

0,90

0,90

0,80

0,90

(7) La determinarea valorilor de calcul limit ale aciunilor pentru coeficientul

ncrcrii se alege valoarea maxim sau minim, astfel ca n cadrul gruprii dencrcare sa se obin combinaia cea mai defavorabil.

(8) n cazul ncrcrilor temporare cvasipermanente de lung durat (C),valorile coeficienilor ncrcrilor se determin conform tabelului 5.3.

7/24/2019 NP 130-2012

10/77

10

Tabelul 5.3

Nr.crt. Tipul incrcrii 1.

2.

3.

4.

5.6.

7.

8.9.

Presiunea i greutatea apei (hidrostatic din biefulamonte i bieful aval, subpresiunea, presiunea din

infiltraia apei prin sistemul baraj fundaie,presiunea apei din conducte i galerii de golireetc.).

Presiunea apelor subterane pe camauialagaleriilor i tunelurilor.mpingerea activ a pmantuluimpingerea munteluimpingerea vertical:- n cazul formrii parabolei de surpare- n cazul considerrii greutaii coloanei de rocpna la suprafa

mpingerea lateral:Presiunea de umflare- componenta uniform radial- componenta are o direcie oarecareEfectul variaiilor climatice de temperaturEfectul diferenei de temperatur a apei i amasivului exterior

ncrcri tehnologice i ncrcri utileTasri i deplasri neuniformencrcri produse de efectul deformaiilormpidicate, fenomene de contraia betonului,

umflarea betonuluix)

Coeficientul ncrcrii corespunde numaipentru incrcri statice.

1,00

1,20 (0,80)1,20

1,501,20

1,30(0,80)

1,20(0,80)

1,30

1,10

1,20

1,20x)

1,20

1,10

(9) La determinarea valorilor de calcul limit ale aciunilor pentru coeficientulncrcrii , se alege valoarea maxima sau minim (dat n parantez), astfel ca ncadrul gruparii de ncrcare s se obin combinaia cea mai defavorabil.

(10) n cazul ncrcrilor temporare variabile de scurt durat (V) valorilecoeficienilor ncrcrilor i d se determin conform tabelului 5.4.

Tabelul 5.4.

Nr.crt. Tipul ncrcrii 1. Presiunea apei (hidrostatic, subpresiunea,

presiunea din infiltraia apei prin sistemul barajfundaie i din pori, presiunea n conducte igalerii de golire etc.), n condiiile nivelului apeidin bieful amonte corespunztor debitului maxim

7/24/2019 NP 130-2012

11/77

11

2.

3.

4.

5.6.

evacuat n condiiile normale de exploatare.Presiunea hidrodinamic a apei asupradeversorului

Presiunea de injecii la lucrri subterane.mpingerea gheii

Presiunea datorit aciunii valurilormpingerea corpurilor plutitoare i a navelor

1,00

1,00

1,00

1,00

1,001,20

1,00

1,00

1,00

0,6

0,60,8

NOTA: Coeficienii ncarcarilor i d corespund numai pentru ncrcri statice

(11) Aciunile (ncrcrile) excepionale (E) care se includ numai n gruprilespeciale se consider cu coeficientul incrcrii =1.

(12) Coeficienii ncrcrilor pentru aciuni (ncrcri) care nu au fost specificain tabelele 5.1.5.4 vor fi stabilii n tema de proiectare odat cu valoarea caracteristica aciunilor.

(13) Calculul i verificarea structurilor i elementelor structurale ale construciilorde retenie se fac la combinaiile cele mai defavorabile, practic posibile, ale diferiteloraciuni (ncrcri) denumite grupri de ncrcri.

(14) Gruprile de ncrcri se alctuiesc pentru fiecare perioad din viaaconstruciei de retenie .

a) perioada de execuie;b) perioada de exploatare;c) perioada de revizii i reparaii.

(15) Valorile de calcul ale aciunilor (ncrcrilor) se stabilesc n funcie decondiiile specifice pentru fiecare din perioadele de viaa ale construciei de retenie.

(16) Gruprile de ncrcri sunt de doucategorii:a) grupri fundamentale ib) grupri speciale.

(17) n gruprile fundamentale se includ: ncrcrile permante (P), ncrcricvasipermantente de lunga durata (C) a cror aciune simultan este posibil, ncrcritemporare de scurt durat (V)a cror aciune simultan cu a celor cvasipermanente esteposibil.

(18) n gruprile speciale se includ: ncrcrile permante (P), ncrcricvasipermantente de lunga durata (C), ncrcri temporare de scurt durat (V) i osingur ncrcare excepional(E). n stabilirea ncrcrilor C,V,E din grupri se vor avean vedere probabilitaile de producere simultan.

(19) ncrcrile temporare cvasipermanente de lung durat (C) i temporarevariabile de scurt durat (V), a cror aciune simultan este posibil, se iau n

7/24/2019 NP 130-2012

12/77

12

considerare atunci cand efectele lor sunt defavorabile pentru calculul la starea limitrespectiv.

(20) n cazurile cnd ntr-o grupare de ncrcri se includ mai multe ncrcritemporare variabile de scurt durat (V), valorile lor de calcul se obin din valorile

caracteristice corectate cu coeficienii de ncrcare

d

(Tabelul 5.4).

(21) Gruprile de ncrcri se alctuiesc funcie de starea limit la care se facecalculul conform tabelului 5.5.

Tabelul 5.5

Nr.crt.

Starea limit la care se faceverificarea

Grupri de ncarcari

Fundamentale Speciale

1. Stri limita ultime derezisten i stabilitate

iiiiii VCP

i = 1..n1EVCP i

d

iii

i = 1..n

2. Stri limit de exploatare incondiii normale- starea limit de finisare-starea limit de deformaie

iiii VCP

I= 1..n

Not: n valorilede calcul ale aciunilor (ncarcrilor) cu caracter dinamic se va lua nconsideraie coeficienii dinamici de amplificare.

(22) n cazul unor construcii de retenie de importan deosebit (clase deimportan I sau II sau categorii de importan A sau B) se pot stabili prin tema deproiectare i alte grupri de ncrcri pe baza unor justificari tehnice corespunzatoare.

Cap.6. Greutatea proprie

(1) Greutatea proprie este o ncrcare permanent care se aplic treptat pe msuraexecuiei construciei de retenie, pna ajunge la valoarea limit practic constant n timpla terminarea construciei .

(2) Greutatea proprie pe construciile de retenie este compus dupa caz dinurmtoarele ncrcri: greutatea proprie a corpului barajului, greutatea proprie aechipamentelor tehnologice permanente, greutatea lesturilor i fore din precomprimare

care contribuie la asigurarea stabilitaii construciei.

(3) n fazele de proiectare a construciilor de retenie, daca nu exist datestabilite pe baz de ncercri n laborator sau pe piste experimentale, se admite a seconsidera la dimensionarea construciilor de retenie urmtoarele greutai volumice alecorpului barajului:

a) baraje din beton

i. cu agregate cu granula maxim de 30 mm b=24..24,5 kN/m3

7/24/2019 NP 130-2012

13/77

13

ii. cu agregate cu granula maxim de 120mm b=24,5..25,5 kN/m3

b) baraje din beton cilindrat (rolcret): b=23...25 kN/m3

c) baraje din pmnt stabilizat (soil cement) p=21...23 kN/m3

d) baraje (umpluturi) din anrocamente (vibrocompactate):i. anrocamente din roci eruptive p= 21...23kKN/m3

ii. anrocamente din roci metamorfice i sedimentare p= 20...25kN/m3

e) baraje(umpluturi) de pmnt (compactat)

i. argile, argile nisipoase n stare de umiditate natural p= 18...21 kN/m3

ii. nisipuri argiloase, nisipuri n stare de umiditate naturalp= 18..22 kN/m3

iii. nisipuri n stare saturat p= 20..24 kN/m3

iv.pietri i balast n stare de umiditate natural p= 18..20 kN/m3

v. pietri i balast n stare saturat p= 20..22 kN/m3

vi.bolovani n stare de umiditate natural p= 17..19 kN/m3

vii.bolovani n stare saturat p= 19..21kN/m3

(4) Greutatea volumic a materialelor din corpul barajelor se va urmri npermanen pe parcursul execuiei n conformitate cu proceduri stabilite prinreglementri specifice.

(5) Greutatea specific a apei se va considera de regul a=10 kN/m3. Dac apa

conine debit solid n suspensie, greutatea specific se poate considera pnla maximuma=10.5 kN/m

3. n asemenea cazuri se vor face prelevri de probe de ap cu particulesolide n suspensie pentru care s se fac n laborator determinri ale greutaii specifice.

(6) Greutatea proprie este o ncrcare care apare treptat pe msura execuieibarajului. Uneori sistemul static al barajului pe perioada execuiei poate fi diferit de celdin perioada de exploatare (cazul barajelor arcuite cu rosturi de contracie deschise nperioada execuiei care se injecteaz nainte de intrarea n exploatare a barajului). nterenul de fundare exist o stare iniial de eforturi (litostatice); n timpul excavaiilor seproduce o decomprimare a terenului iar pe masura execuiei barajului o rencrcare.

a) n cazul barajelor ncadrate la clasele de importana I i II sau categoriile deimportan A i B raspunsul barajului (deplasri, deformaii, eforturi) la ncarcarea dingreutatea proprie se va determina cu considerarea programului calendaristic de execuie alucrrii. Calculele se vor face tridimensional pentru ansamblul unitar baraj teren defundare de preferin prin metoda elementelor finite (MEF).

b) n cazul barajelor de beton i beton cilindrat ncadrate la clasele de importanI i II sau categoriile de importana A i B, dupa terminarea construciei ndeplinireagreutilor volumice considerate n fazele de proiectare se va verifica prin prelevri decarote din corpul barajelor pe baz de reglementri specifice. Prelucrrile statistice ale

7/24/2019 NP 130-2012

14/77

14

determinrilor greutailor volumice ale carotelor se vor referi la valoarea medie (Xm)icoeficientul de variaie(cv).

(7) Avnd un ir de determinri de greutai volumice Xi (i=1n) relaiile decalcul pentruXmi cvsunt urmtoarele:

nX

niXi

m

1

mv

Xc

(6.1)

unde este abaterea standard (abaterea medieptratic):

1

)( 2

1

n

XXi mi

n

pentru n 30 (6.2)

n

XXi mi

n2

1

)(

pentru n 30 (6.3)

(8) n cazurile cndXmeste mai mic dect valoarea considerat n proiectare icvnu se ncadreaz n intervalul 0.001.0.008 se vor analiza msurile necesare pentruasigurarea siguranei n exploatare a construciei respective.

Cap.7. Aciunea apei

7.1Aspecte generale

(1) Aciunea hidraulic apei reprezint principala ncrcare pe construciilehidrotehnice de retenie.

Ea se poate ncadra:a) la aciuni temporare cvasipermanente (P) cnd se evalueaz pentru nivelul de

retenie normal nbieful amonte (NRN),b) la aciuni variabile de scurt durat (V) cnd se evalueaz pentru nivelul de

retenie maxim (NRM) n bieful amonte i funcionare normal a sistemuluide etanare drenaj a fundaieic) sau la aciuni excepionale (E) cand se evalueaz pentru NRM n bieful

amonte i sistemul de etanare - drenaj a fundaiei deteriorat.

(2) Aciunea apei (presiuni hidrodinamice) produs de valuri, ghia saucutremure se trateaza n capitole separate.

7/24/2019 NP 130-2012

15/77

15

(3) Presiunile hidrostatice i hidrodinamice acioneaz normal pe suprafaa deaplicare. In cazul barajelor din materiale zonate, presiunea hidrostatic se aplic peelementul de etanare chiar dac acesta este plasat n interiorul corpului barajului(diafragme, nuclee la baraje din materiale locale).

(4) Tensorul presiunilor interstiiale sau din pori a apei este un tensor sferic.Presiunea apelor de infiltraie pe conturul subteran al unui baraj considerat etan sedenumete uzual subpresiune. Conturul subteran al barajului este o linie de curent iarsubpresiunea, ca orice presiune hidraulic, acioneaz normal pe suprafaa deaplicare.

7.2. Presiunea hidrostatic amonte-aval pe paramentele barajelor

(1) Presiunea hidrostatic (pz) actionnd asupra paramentelor barajului sau aoricarei construcii care creaz retenii variaz liniar cu adncimea:

pz= aZ (7.1)

unde a este greutatea specific a apei ( a= 10 kN/m3sau n cazuri bine justificate

a= 10,5 kN/m3) iar zadncimea punctului unde se calculeaz presiunea hidrostatic

faa de planul oglinzii apei.

.

7/24/2019 NP 130-2012

16/77

16

Fig. 7.1 Aciunea apei n profilul transversal al unui baraj de greutate.

(2) n cazul unui profil transversal de baraj de greutate cu paramente nclinate(fig.7.1) forele hidrostatice care acioneaz asupra profilului barajului se calculeaz

pentru 1 ml de baraj n lungul coronamentului pentru componentele lor orizontale iverticale:

a) Forele hidrostatice orizontale: Ph, am=2

1 a H

2

Ph,av =2

1 a h

2(7.2)

b) Fortele hidrostatice orizontale: Pv,am=2

1 a 1 x H

2

Pv,av=

2

1 a xh

2(7.3)

unde H este adncimea lacului la piciorul amonte al barajului, h adncimea apei lapiciorul aval al barajului, 1 i nclinrile faa de vertical ale paramentului amonte irespectiv aval.

(3) Nivelurile apei n bieful aval se determin din cheia debitelor funcie dedebitele ce urmeaz a fi deversate n gruparea de ncrcri la care se face calculul (debitsalubru, debit de servitute, debit maxim cu o anumita probabilitate anual de apariieatenuat n lac etc.). n cazul cnd n bieful aval sunt variaii mari de nivel, pentru acestbief se va considera nivelul critic, corespunztor situaiei celei mai dezavantajoase lastarea limit de calcul luat n considerare.

(4) Nivelurile apei n bieful amonte, respectiv adncimile apei se considerfuncie de clasificarea aciunii (C,V,E) din gruparea de ncrcri la care se face calculul.

7.3 Subpresiuni pe talpa de fundaie a barajelor.

(1) Presiunile hidrostatice amonte, aval se vor considera proporionale cuadncimea apei conform relaiei (7.1), de regul pn la piciorul amonte, respectiv aval albarajului. n acest caz subpresiunea acioneaza numai pe talpa de fundaie.

(2) n cazul barajelor de inalimi mici i mijlocii sau fundate la adncimi marifaa de cota terenului, presiunea hidrostatic la valoarea ei integral se poate consideranumai pn la nivelul terenului n care este nglobat construcia. Presiunea apei peconturul ngropat (subteran) al barajului, n aceast ipotez se determin pe bazapierderilor de sarcin liniare ale infiltraiei amonte-aval de-a lungul liniei de curentcorespunztoare conturului ngropat al barajului.

(3) Subpresiunea pe talpa construciilor de retenie se poate descompune n dou

7/24/2019 NP 130-2012

17/77

17

componente: static i dinamic (fig.7.1). Subpresiunea static (Ss) depinde de nivelulapei n bieful aval, valoarea ei n orice punct de pe conturul subteran al talpii de fundaiefiind egal cu nlimea coloanei de ap din bieful aval din punctul respectiv.Subpresiunea dinamic (Sd) corespunde nivelului liniei piezometrice n punctulconsiderat de pe talpa barajului, msurat de la nivelul apei din bieful aval.

(4) n stabilirea diagramelor de supresiuni la proiectele noi de construcii deretenie se vor avea n vedere rezultatele monitorizarii subpresiunilor de la barajeexistente. Unele rezultate din monitorizarea subpresiunilor se prezint pentruexemplificarea n figurile 7.2 i 7.3.

(5) n proiectarea construciilor de retenie ncadrate n clasele de importan I iII sau categoriile de importan A i B, diagramele de subpresiuni n diversele ipoteze deverificare se determin pe baza spectrului hidrodinamic al infiltraiilor prin terenul defundare al construciei de retenie stabilit prin metode numerice de calcul (elementefinite, elemente de granietc.) sau pe modele fizice (analogie electro-hidrodinamic) bi-

i tridimensionale.

(6) n fazele preliminare al construciilor de retenie din clasele de importan I iII i la proiectarea construciilor hidrotehnice din clasele III, IV i V diagrama desubpresiune se stabilete funcie de msurile de etanare i drenaj al terenului de fundare,geologia terenului de fundare (discontinuitile din masa rocii, gradul de interconectare afisurilor n reeaua de fisuri, variaia permeabilitaii n lung sau transversal pe zonele deforfecare sau pe falii, adncimea de fundare, calitatea contactului baraj-teren de fundaie,nlimea construciei de retenie).

7/24/2019 NP 130-2012

18/77

18

Fig. 7.2. Diagrame normalizate de subpresiuni msurate la baraje de greutate iarcuite din Elveia

Fig. 7.3. Linii de egal presiune interstiial msurate i calculate n profilul transversalal unui baraj de greutate prevzut cu voal de etanare i reea de drenaj.

(7) Diagrama de subpresiune se traseaz prin interpolri liniare pe baza evaluariisubpresiunilor n puncte caracteristice conform relaiei:

ps= a hav+ mi a Hd (7.4)

7/24/2019 NP 130-2012

19/77

19

unde havcorespunde cu nlimea coloanei de ap din bieful aval fa de punctul unde sedetermin ps ; Hd este diferena de nivel dintre bieful amonte i bieful aval; micoeficieni de subpresiune n punctele caracteristice.

(8) Punctele caracteristice cu notaiile folosite pentru coeficienii de subpresiune

sunt urmatoarele: piciorul amonte (mam), voalulecranul de etanare (m0), primul ir dedrenuri (m1), al doilea ir de drenuri (m2), piciorul aval al barajului (mav, n general egalcu 0).

(9) n Tabelul 7.1 i figura 7.4 se dau coeficienii de subpresiune (m i) pentruconstruciile de retenie de clasa I de importan i pentru cele de clasa II cu nalimiH>50 m fundate pe roci fisurate prevzute cu lucrri de impermeabilizare. n cazurilecnd se dau dou valori pentru mi, valoarea de pe primul rnd (numrtor) corespundefuncionarii normale a sistemului de etansare-drenaj iar valoarea de pe rndul doi(numitor) situaiei cu sistem de etanare deteriorat i reea de drenaj colmatat.

(10) n cazul construciilor hidrotehnice de retenie cu inaltimi H 30 m,

respectiv de clasele de importan III, IV i V precum i de clasa de importan II,fundate pe terenuri stncoase nefisurate, de buna calitate, ngropate n terenul de fundarepe o adncime de minimum 0.10H prevzute cu msuri constructive pentru o bunlegtur pe contactul baraj-fundaie coeficienii din Tabelul 7.1 se pot reduce cumaximum 20%.

Tabelul 7.1

Tipul de baraj i msuri de etanare-drenaj n terenul de fundare

Coeficieni de subpresiune

mam m0 m1 m2 mav

1.Baraje de greutate i alteconstrucii hidrotehnice masive dinbeton care creaz retenii1.1 Far sisteme de etanare idrenaj.

1.00 - - - 0.00

1.2 Cu un singur rnd de drenuri 1.00 -

50.0

30.0

- 0.00

1.3 Cu voal (ecran) de etanare 1.0060.040.0 - - 0.00

1.4 Cu voal (ecran) de etanare iun rnd de drenuri

1.00

60.0

40.0

35.0

20.0

- 0.00

7/24/2019 NP 130-2012

20/77

20

1.5 Cu voal (ecran) de etanare idou rnduri de drenuri

1.00

60.0

40.0

35.0

20.0

15.0

10.0

0.00

2. Baraje de greutate cu rosturilrgite, evidate i cu contrafori (naxul plotului)

1.00

60.0

40.0

0.00*

3. Baraje arcuite 1.00

80.0

60.0

60.0

40.0

- 0.00

4. Baraje de greutate din rolcret(beton cilindrat)

1.00- - - 0.00

* n cazul barajelor evidate i cu contrafori la limita aval a capului (plcii) amonte.

(11) n cazul construciilor hidrotehnice de retenie cu avantradier legat etan deconstrucia hidrotehnic, diagrama subpresiunilor se determin considernd coeficieniide supresiune de la punctul 1.1 din tabelul 7.1 i cu mam deplasat la limita amonte aavantradierului.

Fig. 7.4. Diagrame de subpresiuni pentru condiii normale de funcionare a sistemelor de

etanare i drenaj pentru baraje de greutate clasele de importan I i II n anumitecondiii:1linia voalului de etanare, 2 linia primului rnd de drenuri, 3 linia celuide al doilea rnd de drenuri.

(12) n cazul cnd ntre corpul barajului deversor i radierul disipatorului de energienu se asigura un rost deschis, prin care apa se poate infiltra liber, diagrama de subpresiuni

7/24/2019 NP 130-2012

21/77

21

se determin mutnd pozitia lui ma =0 de la piciorul aval al barajului n rostul avalurmtor deschis prin radierul disipatorului sau la limita aval a dispatorului de energie.

(13) n cazul construciilor hidrotehnice la care pe o anumita zon de contact baraj teren de fundare de la piciorul amonte se produc eforturi de ntindere, pe zona respectiv

subpresiunea se va considera egal cu valoarea integral a presiunii hidrostatice din biefulamonte, adic zona respectiv de contact se va considera fisurat.

(14) n cazul drenajului forat (prin pompaj) se accept ca n seciunea forajelor dedrenaj pentru gruprile fundamentale, subpresiunea s fie egal cu diferena de nivelntre galeria de drenaj i talpa fundaiei barajului cu condiia monitorizrii permanente afuncionrii denajului i funcionrii sigure a sistemului de pompare care s fie alimentatcu dou surse independente de energie.

a) n diagrama de subpresiuni n lungul barajelor de greutate cu drenaj forat se vaconsidera c n rosturile dintre ploturi subpresiunea static se msoar de la nivelul apeidin bieful aval, iar racordul cu subpresiunea din dreptul galeriei de drenaj se va face cu

dou ramuri de parabole.

(15) n cazul barajelor cu rosturi lrgite, evidate sau cu contrafori n zona de evidare(cu roca fundaiei la zi) subpresiunea se va considera egal cu diferena ntre nivelul apeidin bieful aval i cota rocii din zona de evidare. Racordarea pe direcia longitudinal abarajului cu subpresiunile din axul ploturilor sau contraforilor se va face cu ramuri deparabole.

7.4. Subpresiuni la ecluze

(1) n cazul ecluzelor amplasate pe canale sau n zone izolate de aciunea direct abiefurilor amenajrii, regimul pnzei subterane este determinat n principal deurmtoarele niveluri:

a)Nivelul amonte redus. Acest nivel reprezint nivelul care se stabileste imediatn aval de ecranele impermeabile din fundaie i de etanrile laterale prevzute la capulamonte; n cazul n care nu se dispunerezultatele unor cercetri adecvate, pierderile desarcin de-a lungul conturului subteran al capului amonte, se pot detrmina prin metodacoeficienilor de rezisten hidraulic pe traseul dintre bieful amonte si bieful aval,respectiv pentru ecluze pe canal ntre portul de ateptare amonte i cel aval, considerndinfluena lucrrilor deetanare, a eventualelor drenuri etc.

b) nivelul maxim al biefului aval corespunztor regimului hidrologic alcursuluirului sau al lacului amenajrii dinaval.

c) nivelurile de curgere ale debitelor colectate n drenajele laterale realizate numpluturile ecluzei.

(2) Modelele matematice si fizice de studiu al regimului infiltraiilor n jurul

7/24/2019 NP 130-2012

22/77

22

ecluzelor trebuie s in seama de caracterul tridimensional al curgerii i de condiiilelimit stabilite de nivelurile menionate mai nainte. Practic se accept i o rezolvareaproximativ pe baza urmtoarelor prevederi:

a) n lungul ecluzei, curba de depresie se consider o parabol Dupuit ntreordonata nivelului amonte redus la care este tangent i nivelul maxim bief aval; la

ecluza cu mai multe trepte se va pune condiia ca aceast curb s nu coboare subnivelurile minime ale apei n camerele adiacente ale ecluzei; de asemenea , curba dedepresie se va plafona la cotele platformelor intermediare ale treptelor ecluzei.

b) n cazul ecluzelor cu drenuri longitudinale amplasate deasupra nivelurilormaxime ale biefului (treptei) aval de regul cu 1,00 1,50 m, curba de depresie va filimitat superior de nivelurile de curgere din drenuri, admind urmtoarele:

i) pantele de curgere din drenuri se accept de 0,5 - 0,2%ii) debitele pierdute n limita unei camere a ecluzei duc la ridicarea nivelurilor

pnzei subterane lng bajoaiere cu circa 0,10 Ha (dar minimum 1m) pentru umpluturipermeabile din terenuri nisipoase controlate si 0,3 - 0,4 Ha pentru umpluturi din argile

prfoase; cderea activ Ha este diferena ntre nivelul apei din sas i fundul drenajului.

(3) ca situaie excepional se va considera blocarea funcionrii drenurilor dinumplutur i ridicarea corespunztoare a curbei de depresie.

(4) n cazul ecluzelor amplasate n zona de influen a biefurilor amenajrii,regimul infiltraiilor n jurul ecluzei se stabilete n funcie de poziia frontului de bararei a ecranelor de etanare care limiteaz aciunea biefului amonte; pentru ecluzeleamplasate n amonte de aceste lucrri se vor lua ca niveluri de calcul celecorespunztoare biefului amonte. Ecluzele din avalul lucrrilor respective se trateazsimilar celor izolate de aciunea direct a biefurilor amenajrii.

(5) O situaie particular prezint ecluzele incluse n frontul de retenie n cazuln care acesta se prelungete de la capul aval (sau intermediar) spre capul amontenchizndu-se n versant sau n linia digurilor de aprare; lucrrile de etanare nprofunzime (voal, ecran) i cele de drenaj prevzute la fundaia barajului se execut nacest caz i sub sasul ecluzei. Diagramele subpresiunilor pe talpa sasului se determin deregul prin metode numerice de calcul (elemente finite, elemente de grani) sauexperimental (analogia electro-hidrodinamic); de asemenea, se poate aplica metodacoeficienilor de rezistent hidraulic, considernd mai multe ipoteze de pierderi depresiune de-a lungul conturului subteran, pentru diferite trasee, la o serie de ploturi alesasului ntre nivelurile biefurilor amonte i aval.

(6) n cazul ecluzelor fr radier sau cu radier permeabil, bajoaierele independente- fundate pe roc de bun calitate i cu permeabilitate sczut - suport pe talpa defundaie o diagram trapezoidal de subpresiuni avnd ca ordonate: nivelul maxim dinsas, respectiv nivelul reglat de drenurile din spatele bajoaierului; calculul presiunilor pe

paramentul exterior ecluzei se face ca n cazul ecluzelor cu drenuri longitudinaleprezentat mai nainte.

(7) n limita zonei comprimat permanent pe contactul ecluz-teren de fundare,subpresiunile variaz liniar, fiind influenate i de lucrrile de etanare (voal, ecran),

7/24/2019 NP 130-2012

23/77

23

drenaj n fundaie; n amonte de sistemul de etanare subpresiunea se consider constanti egal cu nivelurile din bieful amonte.

(8) n partea dinspre paramentul amonte, dac apar zone de ntindere pe contactulecluz-teren de fundare se va accepta ipoteza desprinderii construciei de pe roca de

fundaie pe toat zona ntins, iar subpresiunea pe zona de deprindere se va lua constantcu valoare maxim.

(9)Nivelurile de scurt durat provenind din:a) micarea nepermanent n avanporturi din procesul de ecluzare;b) reglajul zilnic al puterii hidrocentralei;

c) eventuale deversri laterale la egalizarea nivelurilor n treptele succesive aleecluzei, determin cotele construciilor i ale platformelor, precum i condiiile deverificare a stabilitii i rezistenei construciilor ecluzei, dar nu se vor putea folosi ladeterminarea nivelurilor de ap din umplutur; acestea din urm se vor stabili pe bazanivelurilor relativ de lung durat provocate de regimul hidrologic al curentului, de

modul de exploatare a acumulrii i n general de elementele care definesc micarea cucarcter permanent.

(10) Nivelurile pnzei freatice din umpluturile longitudinale ale ecluzei au ngeneral variaii foarte lente n timpul unei zile; n calcule se admite considerarea unordecalajen sens defavorabil ale nivelurilor apei din ecluz i cele din umplutur.

7.5. Presiuni din infiltraia apei prin sistemul construcie de retenie dinbetonteren de fundare

(1) n cazul unei construcii hidrotehnice de retenie din beton n care nu existgalerii, sisteme de drenaj, goluri, fisuri, cu rosturile de contracie etane, variaia presiuniiapei din pori n profil transversal se consider liniar de la valoarea integral a presiuniihidrostatice de pe paramentul amonte la valoarea integral a presiunii hidrostatice de peparamentul aval, care este nul n punctele situate deasupra nivelului apei din bieful aval.

(2) n cazul cnd n corpul construciei hidrotehnice de retenie exist puuri saugalerii de drenaj, galerii, caverne sau alte goluri, presiunile apei din pori se determin pebaza spectrului hidrodinamic al infiltraiei.

(3) Rosturile i fisurile din corpul construciilor hidrotehnice de retenie seconsider nchise n zonele comprimate i deschise n zonele unde se produc eforturi lantindere n seciuni normale pe planul lor. Presiunea din infiltraia apei n rosturile ifisurile nchise (comprimate) se consider c variaz liniar, similar cu presiunea apei dinpori. Presiunea din infiltraia apei n rosturile i fisurile deschise se consider constanti egal cu valoarea integral a presiunii hidrostatice de la parament.

7/24/2019 NP 130-2012

24/77

24

7.6. Presiuni hidrodinamice pe deversoare

(1) Presiunea hidrodinamic asupra profilului deversant se manifest n timpuldescrcrii apelor peste ploturile deversante ale barajelor i este o aciune temporarvariabil de scurt durat (V), cnd debitul evacuat corespunde condiiilor normale de

exploatare, respectiv o aciune excepional (E), cnd debitul evacuat corespundecondiiilor speciale de exploatare.

(2) n cazul barajelor deversoare de clase de importan I i II sau categorii deimportan A i B presiunile hidrodinamice pe deversoare la evacuarea apelor mari sedetermin pe baz de calcule hidraulice sau de experimentri n laboratoare pe modelefizice.

(3) n cazul barajelor deversoare de clase de importan III, IV i V, presiunilehidrodinamice se determin prin calcule hidraulice i prin analogie cu msurtori ladeversoare similare aflate n exploatare.

(4) n cazul profilelor deversoare cu curgere liber (fr stavile) presiuneahidrostatic pe paramentul amonte se va corecta lund n consideraie efectelehidrodinamice ale curgerii.

a) Rezultanta acestor presiuni (Phd) are forma:

Phd =

H

hhmH llaa 12

222 (7.5)

unde H este adncimea apei n bieful amonte, msurat de la nivelul apei n lacul deacumulare pn la cota piciorului amonte al barajului, respectiv pn la planul dealunecare (la limita ecranului de etanare) n cazul cnd verificarea la alunecare a

barajului se face pe o suprafa din terenul de fundare;hl nlimea lamei deversante;mcoeficient de debit al deversorului.

(5) n cazul barajelor de nlimi mici i mijlocii (Hb< 30 m) cu lame deversanteavndnlimi hl > 0.3 Hb, efectele hidrodinamice ale curgerii peste deversoare suntimportante i se vor face verificri ale stabilitii la alunecare a barajului n aceastipotez.

(6) Fora hidrodinamic pe 1 ml n lungul deversorului n zona cilindric deracord a barajului cu disipatorul se determin conform teoriei impulsului cu relaia:

Fr= q v (kN/ml) (7.6)

unde este densitatea apei n tone/m3 , q debitul specific deversat n m3/s.ml i v viteza apei n sectiune m/s.

(7) Componentele rezultantei Fr pe direciile orizontal i vertical sunturmtoarele:

7/24/2019 NP 130-2012

25/77

25

Fr,v= Fr2

cos

i Fr,o = Fr2

sin

(7.7)

undeeste unghiul paramentului aval cu orizontala.

(8) Presiunile hidrodinamice care acioneaz pe radierele disipatoarelor de tipbazin fr obstacole n calea curgerii se determin acceptnd o variaie liniar apresiunilor de la valoarea minim a (h2-hd) n dreptul adncimii contractate la valoarea

maxim 2ha la o distan pe orizontal de 7 h2fade seciunea adncimii contractate.

hd= 0.85 cc

hh

p

h

h

2155,01 3

"

2 (7.8)

unde hc este adncimea contractat, h2 adncimea n bieful aval, h//

- adncimeaconjugat, p nlimea deversorului (diferena ntre cota crestei deversorului i cotaradierului disipatorului).

(9) n cazul unor baraje de clase de importan I i II prevzute cu disipatoare cuobstacole n calea curgerii sau cu geometrii mai complicate, presiunile hidrodinamice sevor determina prin calcule cu metode numerice (elemente finite, elemente de grani etc)sau prin experimentri n laboratoare pe modele fizice.

Cap. 8. mpingerea pmntului

8.1 Generaliti

(1) mpingerea pmntului este o aciune temporar cvasipermanent (C) careacioneaz pe baraje i alte construcii din frontulbarat, ecluze, ziduri de sprijin etc.

(2) n general urmtoarele aciuni se ncadreaz la mpingerea pmntului: a) mpingerea activ a pmntului, inclusiv suprasarcina;b) mpingerea activ a aluviunilor depuse n lacul de acumulare;c) presiunea pmntului n stare de repaus asupra pereilor construciilor

hidrotehnice;

d) mpingerea pasiv a pmntului, reaciune generat de eventualedeformaii/deplasri semnificative ale construciilor hidrotehnice.

(3) n cazul construciilor hidrotehnice de retenie subterane (galerii de golire,tunele de acces, galerii de drenaj etc.) aciunea masivului de roc asupra construciilor senumete mpingerea muntelui.

(4) n evaluarea mpingerii pmntului se va ine seama de poziia terenurilor nraport cu nivelul apei.

7/24/2019 NP 130-2012

26/77

26

a) n cazul terenurilor situate deasupra nivelului apei, mpingerea pmntului sedetermin considernd n calcul greutatea volumic a terenului cu umiditate natural.

b) n cazul terenurilor situate sub nivelul apei, mpingerea pmntului sedetermin considernd n calcul greutatea volumic a terenului submersat i presiuneaintegral a apei.

(5) mpingerea pmntului se determin avnd n vedere condiiile specifice delucru a construciei hidrotehnice de retenie i categoria de stare limit la care se facecalculul.

(6) n calculele de stabilitate general a construciei hidrotehnice de retenie,terenul se consider n stadiul de echilibru limit stare limit ultim (mpingereapmntului se transmite pe suprafaa de calcul).

(7) n calculele de rezisten, deplasri i deformaii, pmntul se consider nstadiul de eforturi dinainte de stadiul de echilibru limit. n cazul deformaiilor suficient

de mari pentru trecerea terenului n stadiul de echilibru limit corespunztor acestuistadiu mpingerea pmntului se transmite direct pe suprafaa de contact a terenului cuconstrucia.

(8) Suprafaa considerat n calcule corespunde cu suprafaa lateral plan aconstruciei la contactul cu pmntul sau o suprafa convenional n interiorul terenului(n cazul n care suprafaa de contact nu este plan sau ntre construcie i pmnt existun element de descrcare).

a) n cazul n care ntre paramentul construciei i pmnt este prevzut un dren depiatr spart, se consider c mpingerea pmntului se transmite pe suprafaa deseparaie dintre dren i pmnt.

b) n cazul n care suprafaa de calcul pe care acioneaz mpingerea pmntuluitrece prin pmnt i nu coincide n totalitate cu paramentul construciei hidrotehnice,mpingerea pmntului trebuie determinat pentru mai multe suprafee de calcul, iar laverificarea construciei hidrotehnice trebuie luat suprafaa de calcul i valoareampingerii pmntului cele mai dezavantajoase pentru starea limit analizat.

(9) Valorile limit ale mpingerii pmntului, corespunztoare stadiului de apariiea suprafeei de alunecare se stabilesc dup metoda echilibrului limit lund nconsideraie, de regul, att frecarea ct i coeziunea pmntului pe suprafaa dealunecare.

(10) Caracteristicile geotehnice ale pmntului necesare evalurii mpingeriipmntului sunt urmtoarele:

a) greutatea volumic a pmntului p (kN/m3)

b)parametrii rezistenei la forfecare;unghiul de frecare interioar (0)coeziunea c (kPa)

c) modulul de compresibilitate K (kPa)

d) coeficientul Poisson

7/24/2019 NP 130-2012

27/77

27

(11) n calculele de verificare a stabilitii generale sau de verificare a rezistenei,deplasrilor sau deformaiilor construciilor hidrotehnice de retenie se vor consideravalorile caracteristice ale parametrilor geotehnici (valorile medii ale datelor

experimentale obinute pe baza unui numr de ncercri n conformitate cu reglementrile

specifice).

8.2. mpingerea activ a pmntului

(1) mpingerea activ a pmntului este aciunea (presiunea) pe care o dezvoltpmntul asupra paramentelor (pereilor) construciilor hidrotehnice cu tendina de adeplasa sau de a rsturna construcia hidrotehnic.

(2) mpingerea activ a pmntului se determin pe baza teoriei echilibrului lalimit a maselor de pmnt.

(3) Construciile hidrotehnice de retenie trebuie s ndeplineasc condiiile destabilitate general, adic s poat prelua mpingerea pmntului la valoarea maxim pecare o poate dezvolta masivul de pmnt n stare de echilibru limit.

(4) n determinarea valorii maxime a mpingerii active a pmntului se vorconsidera parametrii rezistenei de forfecare ai pmntului: unghi de frecare interioar() i coeziunea (c).

Fig. 8.1 Diagrama mpingerii active a pmntului pe un parament vertical i umpluturorizontal fr coeziune(modelul Rankine).

(5) mpingerea activ a pmntului pe orizontal (pah, Eah) i vertical (pav, Eav) ncazul construciilor hidrotehnice de retenie cu parament (perete) vertical, umpluturorizontal fr coeziune (c=0), suprasarcin (q 0) i cu neglijarea frecrii pe suprafaade calcul (mpingere normal pe parament) se determin cu relaiile Rankine(fig. 8.1) :

7/24/2019 NP 130-2012

28/77

28

pa,h= )2/45()( 02 tgqyp

pa,v= 0

Ea,h= )2/45(

2

1 022

tgHqHp (8-1)

Ea,v= 0

(6) mpingerea activ a pmntului pe orizontal (pah, Eah)i vertical (pav, Eav)ncazul construciilor hidrotehnice de retenie cu parament (perete) vertical, umpluturorizontal cu coeziune (c 0), suprasarcin (q 0) i cu neglijarea frecrii pe suprafaa decalcul se determin cu relaiileRankine(fig. 8.2):

a) pe tronsonulpp

qctg

cy

)2/45(20 0

pah= 0

pav= 0

b) pe tronsonulpp

qctg

cy

)2/45(2 0>

(8-2)

pah= )2/45(2)2/45()( 002

tgctgqyP

pav= 0

Eah=ppp

p

ctg

qHctg

qHqH

2002

22 2)2/45(2)2/45(

2

1

2

1

Fig. 8.2Diagrama mpingerii active a pmntului pe un parament vertical iumplutur orizontal cu coeziune(modelul Rankine).

7/24/2019 NP 130-2012

29/77

29

(7) Pentru alte situaii de calcul a mpingerii active a pmtului diferite de celeprezentate mai nainte se vor aplica relaiile din Eurocod 7 Proiectarea geotehnic

8.3. mpingerea activ a aluviunilor

(1) mpingerea activ a aluviunilor este produs de depunerile de sedimente nlacurile de acumulare n vecintatea paramentului amonte al construciilor de retenie.

(2) n general, sedimentele n lacurile de acumulare se depun n mod uniform nstraturi orizontale i fr coeziune. Presiunea activ a aluviunilor depuse asupraconstruciilor hidrotehnice cu parament aproape vertical se determin cu relaia Rankine:

)2/45(2', tgyp alha (8-3)

unde 'al este greutatea volumic a aluviunilor n stare submersat, y - adncimea

punctului pe paramentul construciei hidrotehnice msurat de la suprafaa depuneriloraluvionare.

(3) n cazul depunerilor neconsolidate, din materiale fine, argiloase n lacurile deacumulare adnci, unghiul de frecare interioar () se apropie de 0 i relaia (8-1)devine:

yp alha '

, (8-4)

(4) Grosimea straturilor de sedimente din lacurile de acumulare se stabilete pe baza caracteristicilor geotehnice i a debitelor solide transportate de cursurile de ap,

prin calcule de prognoz a colmatrii lacului de acumulare.

(5) Grosimea maxim a depunerilor se stabilete n funcie de durata de viafizic a construciei hidrotehnice de retenie, considernd i msurile de decolmatare alacului de acumulare prevzute n proiect.

8.4. mpingerea pmntului n stare de repaus

(1) mpingerea pmntului n stare de repaus (echilibru) corespunde cu presiuneape care o dezvolt pmntul asupra paramentelor (pereilor) construciilor hidrotehnicenainte de a se ajunge la starea de echilibru limit.

a) aceast mpingere exercit presiuni pe paramentul (peretele) construcieihidrotehnice cu tendina de a o deplasa pe talpa defundaie sau de a o rsturna.

(2) mpingerea pmntului n stare de repaus (pe,h) asupra construciilorhidrotehnice rigide cu parament (perete) vertical sau aproape vertical se calculeaz curelaia :

7/24/2019 NP 130-2012

30/77

30

1

, yp phe (8-5)

unde este coeficientul Poisson iar ceilali parametri au fost explicitai mai nainte.

(3) n cazul cnd la suprafaa terenului se consider o suprasarcin uniformdistribuit (q) mpingerea pmntului n stare de repaus (pe,h) asupra paramentuluivertical rigid al construciei hidrotehnice de retenie se determin cu relaia :

pe,h= (

1)qyp (8-6)

8.5 Presiunea reactiv a pmntului

(1) Presiunea reactiv a pmntului apare la zidurile de sprijin, bajoaiereleecluzelor i la alte construcii hidrotehnice ca urmare a deformaiilor acestor construcii nsensul ctre umplutura de pmnt produse de presiunea apei din camera ecluzei, variaiilede temperatur etc.

a) Aceast presiune se consider n calcul simultan cu mpingerea pmntului nstare de repaus suma mpingerii pmntului n stare de repaus i a presiunii reactive apmntului se limiteaz la valoarea mpingerii pasive a pamntului.

(2) Presiunea reactiv a pmntului pe o suprafa de calcul vertical produsprin deplasarea paramentului (peretelui) construciei ctre umplutura de pmntorizontal se determin cu relaia:

Pr,h= KEs

H

y (8-7)

unde y este ordonata punctului msurat de la suprafaa pamntului; H nlimeaumpluturii;Emodulul de deformaie liniara;K= 2 kN/m3;sdeplasarea pe orizontala paramentului la adncimea y.

8.6 mpingerea pasiv a pmntului

(1) mpingerea pasiv a pamntului este reaciunea pe care o dezvolt pamntulpe paramentul (peretele) unei construcii hidrotehnice sub aciunea acestei construcii,atunci cnd ea se deformeaz ctre umplutura de pamnt.

(2) mpingerea pasiv a pamntului se ia n consideraie numai cnd existcertitudine c construcia se deplaseaz sau se deformeaz suficient astfel ca smobilizeze pmntul pentru ca acesta s poat rspunde cu o reaciune, mpingereapasiv apmntului.

(3) n general, mpingerea pasiv a pmntului nu se ia n consideraie ncazulconstruciilor hidrotehnice care au o adncime de ncastrare n terenul de fundaie maimic de 5 m.

7/24/2019 NP 130-2012

31/77

31

(4) mpingerea pasiv a pamntului se determin pe baza teoriei echilibruluilimit a maselor de pmnt.

(5) n vederea asigurrii stabilitii generale a construciei hidrotehnice, n calcule

se ia n consideraie valoarea minim a reaciunii pe care o poate dezvolta pmntul nstare de echilibru limit, dup ce a fost atins aceast stare, respectiv dup producereatuturor deformaiilor necesare mobilizrii terenului. Dac aceste deformaii nu s-auprodus, mpingerea pasiv a pmntului nu a fost mobilizat i ca urmare valoareaacesteia este zero.

(6) mpingerea pasiv a pmntului pe orizontal (pp,h , Ep,h) i vertical (pp,v,Ep,v) n cazul construciilor hidrotehnice de retenie cu parament (perete) vertical,umplutur orizontal fr coeziune (c=0), suprasarcin (q 0)i cu neglijarea frecrii pesuprafaa de calcul (mpingere normal pe parament) se determin cu relaiile (fig. 8.3):

Pp,h= )2/45()( 02

tgqyp Pp,v= 0

Ep,h= )2/45(2

1 022

tgHqHp (8-8)

Ep,v= 0

Fig. 8.3Diagrama mpingerii pasive a pmntului pe un parament vertical i umpluturorizontal fr coeziune.

7/24/2019 NP 130-2012

32/77

32

Fig. 8.4Diagrama mpingerii pasive a pmntului pe un parament vertical i umpluturorizontal cu coeziune.

(7) mpingerea pasiv a pmntului pe orizontal (pp,h , Ep,h) i vertical (pp,v,Ep,v) n cazul construciilor hidrotehnice de retenie cu parament (perete) vertical,umplutur orizontal cu coeziune (c 0), suprasarcin (q 0)i cu neglijarea frecrii pesuprafaa de calcul se determin cu relaiile (fig. 8.4).

Pp,h= )2/45(2)2/45()( 002 tgctgqyP

Pp,v= 0

Ep,h= )2/45(2)2/45(2

1 0022

tgHctgHqHp (8-9)

Ep,v= 0

(8) Pentru alte situaii de calcul a mpingerii pasive a pmntului diferite de celeprezentate mai nainte se vor aplica relaiile din Eurocod 7 Proiectarea geotehnic.

Cap.9. Aciuneavalurilor produse de vnt

9.1. Generaliti

(1) Valurile se formeaz datorit aciunii prelungite a vntului (circa 6 ore) nlacurile de acumulare, n canale sau pe cursurile de ap. Valurile pe lng efectul deeroziune a suprafeelor cu care vin n contact produc ncrcri pulsatorii (presiuni-depresiuni) orientate perpendicular pe paramentul amonte al barajelor care se suprapun

peste presiunile hidrostatice. Aceste ncrcri sunt relativ puin importante pentru barajele

7/24/2019 NP 130-2012

33/77

33

nalte, dar importana lor crete pentru barajele de nlimi mai mici sau pentru calcululstavilelor de coronament.

(2) Presiunea valurilor este o ncrcare temporar variabil (V) dac se determinpentru viteza medie multianual a vntului i o ncrcare excepional (E) dac se

determin pentru viteza maxim multianual a vntului.

(3) n evaluarea aciunii valurilor produse de vnt se au n vedere urmtoareleelemente ale valului (fig. 9.1).

Fig. 9.1Mrimi caracteristice i de calcul al valurilor.

a) Elementele valurilor:hnlimea medie a valului, msurat de la baza valului la creasta valului (m);

v - lungimea medie de und a valului, msurat din crest n creast (m);

Tvperioada medie a valului (s);

v - frecvena circular medie a valuluivT

2 (rad/s) ;

oS hh

2 - supranlarea medie a crestei valului deasupra nivelului de calcul

al reteniei (m);

oi hh

2 - coborrea medie a suprafeei libere a valului sub nivelul de calcul al

reteniei (m);hosupranlarea oglinzii apei linitite datorit aerrii produse de vnt;Hcritadncimea critic a apei la care ncepe disiparea valului (m);Hdefadncimea apei la care ncepe deferlarea valului pe plaj (m).

b) Elementele valurilor se calculeaz n funcie de urmtorii parametri:vviteza de calcul a vntului pe direcia de formare a valului (m/s), stabilitpe baza msurtorilor i nregistrrilor pe un ir de cel puin 25 de ani ireduse la nlimea de 10 m deasupra nivelului oglinzii apei lacului deacumulare;

Dlungimea de formare a valului sau lungimea liber de btaie a vntului la

7/24/2019 NP 130-2012

34/77

34

oglinda apei din lac n metri (fetch);Dmax/Dmin- raportul dintre lungimea maxim i lungimea minim de formare avalului;tvdurata aciunii nentrerupte a vntului, de regul 6 ore;Hadncimea apei n zona de calcul a nlimii valului (m) ;

gacceleraia gravitaiei (m/s

2

).

(4) Lacurile de acumulare n funcie de adncimea apei au sau nu au influenasupra caracteristicilor valurilor.

(5) n zona de adncime mare a lacurilor H > vfundul lacului nu influeneazasupra caracteristicilor valurilor.

(6) n zona de adncime mic a lacurilor Hcrit

7/24/2019 NP 130-2012

35/77

35

Hdef= critn

t HK 1 (9.1)

unde coeficientul 1ntK este dat n Tabelul 9.1.

Tabelul 9.1

Panta fundului lacului

1 : m

n 1ntK

1 : 100

1 : 671 : 50

1 : 40

1 : 30

1 : 301 : 25

1 : 22

1 : 20

4

33

3

3

22

2

2

0.425

0.4000.314

0.250

0.205

0.4200.400

0.370

0.350

9.2 Aciunea valurilor asupra construciilor hidrotehnice cu paramentcvasivertical

(1) n cazul valurilor formate n zona de adncime mare a lacului (H 0.5 v ),

nlimea medie a valului (h) i perioada lui medie (Tv) se determin conform diagrameidin figura 9.3 . Astfel parametrii gh/v

2i gTv/v (h n m, Tv n secunde) se determin n

funcie de gD/v2

i gh/v2

(unde v este viteza vntului, n m/s; D lungimea liber debtaie a vntului la oglinda apei n m (fetch);Hadncimea lacului n zona de calcul anlimii valului n m;gacceleraia gravitaiei, m/s2).

(2) Lungimea de und medie a valului ( v ) se determin funcie de perioada

medie a valului (Tv) cu relaia:

2

2

vv

Tg = 1,56 2vT (9.2)

(3) Supranlarea liniei medii a valului fa de nivelul normal al oglinzii apeilinitite (ho) se determin cu relaia:

h0= 2 10-6 cos

2

gH

Dv

m (9.3)

unde este unghiul format ntre axul longitudinal al lacului i direcia vntului,celelalte notaii fiind explicitate mai nainte.

7/24/2019 NP 130-2012

36/77

36

Fig. 9.3 Diagram pentru determinarea elementelor valurilor de vnt n zone cuadncimi mari din lacurile de acumulare ( H 0.5lv).

(4) Caracteristicile vntului se stabilesc prin prelucrri statistice a msurtorilordin amplasament ntinse pe o durat de minimum 25 de ani.

(5) Viteza de calcul a vntului, n relaiile de mai nainte, se ia la nlimea de 10m deasupra nivelului apei i se determin cu formula:

v = kz. vz (9.4)

n care:vzeste viteza vntului msurat la nlimeaz, iar coeficientul de corecie kz= 1,1cnd z= 5 m; 1,0 cndz= 10 m i 0,9 cnd z 20 m. Pentru valori intermediare ale luiz, coeficientul kzse poate calcula prin interpolare liniar.

(6) n stabilirea elementelor valului (nlimea medie, perioada medie, lungimeade und medie, supranlarea liniei medii a valului) probabilitile anuale de depire alevitezei maxime a vntului se aleg n funcie de clasa de importan a construciei astfel:p = 2 % pentru construcii de clasele I i II (p = 1% numai n cazuri speciale, justificate)i p = 4% pentru construcii de clasele III i IV.

(7) nlimea medie a valului de calcul cu probabilitatea anual de depire p%( %ph ) se determin cu formula:

%ph =kih (9.5)

unde coeficientul kise determin din diagrama din figura 9.4 n funcie de raportulgD/v2.

7/24/2019 NP 130-2012

37/77

37

Fig. 9.4 Diagram pentru determinarea nlimii valului cu probabilitatea anual dedepire p%.

(8) Supranlarea medie a crestei valului deasupra nivelului de calcul al apeilinitite (hv) cu probabilitatea anual de depirep% se determin n funcie de nlimeamedie a valului avnd aceeai probabilitate %ph i perioada medie a valului Tv. n ipoteza

H>0,5 v , se utilizeaz diagrama din figura 9.5, n care se reprezint corelaia ntre

hvp%/ %ph i %ph /g 2

vT .

Fig. 9.5 Diagram pentru determinarea supranlrii medii a crestei valului cuprobabilitatea anual de depire p% deasupra nivelului apei linitite.

(9) n alte cazuri dect cele prezentate mai nainte, stabilirea caracteristicilorvalului se va face n conformitate cu prevederile actelor normative pentru determinareaelementelor valurilor datorit aciunii vntului, aplicabile, n vigoare.

7/24/2019 NP 130-2012

38/77

38

Fig. 9.6 Diagrame de presiuni (depresiuni) din valuri pe baraje cu parament amonte

vertical: afaza de compresiuni, bfaza de depresiuni.

(10) n zona paramentului amonte al barajului se produc periodic n timpsupranlri, respectiv coborri ale nivelului liber al valurilor (), care se pot determina

cu urmtoarea relaie aplicabil pentru paramente verticale i H0.5 v (fig. 9.6)

vvvv T

tHcth

h

T

tht

2cos

22cos)( 2 (9.6)

(11) Relaia (9.6) servete pentru determinarea supranlrii maxime ( maxsh ) i

coborrii maxime (hi max) a nivelului liber al valului la parament fa de nivelul apeilinitite. Supranlarea suprafeei libere a valului ( cr ) pentru care ncrcrile din val pe

parament sunt maxime se obine atunci cnd:

38

2cos

v

v

v Hh

T

t

(9.7)

(12) Presiunile din val sub cota oglinzii apei linitite din lac sau sub cota

suprafeei libere a valului cnd acesta se afl sub cota oglinzii apei linitite se determincu relaia (fig. 9.6 b):

v

z

va

v

v

z

va

v

v

z

a eh

T

te

h

T

tehzp

42

2

42

2

12

cos2

cos)(

7/24/2019 NP 130-2012

39/77

39

vv

v

z

v

av T

t

T

te

h

T

t

2

cos4

cos24

cos

6

2

32

(9.8)

(13) n cazul cnd cota suprafeei libere a valului se afl deasupra cotei oglinziiapei linitite, presiunile din val sunt pozitive i se determin cu expresiile:

p () = 0 pentru z =

p0= p(z) pentru z = 0 (9.9)

(14) n cazul cnd cota suprafeei libere a valului se afl sub cota oglinzii apeilinitite, ncrcrile din val sunt depresiuni (presiuni negative) i se determin cuexpresiile:

p0= 0 pentru z = 0p()= p(z) pentru = z (9.10)

(15) Relaiile 9.6...9.10 se folosesc pentru calculul presiunilor din val n diversepuncte pe paramentul amonte al barajului i la momente caracteristice. Prin integrareadiagramelor astfel obinute se determin forele pulsatorii din valuri care solicit barajul.

Fig. 9.7Diagrame de presiuni i subpresiuni produse de aciunea valurilor peparamentul vertical al unei construcii hidrotehnice de retenie.

7/24/2019 NP 130-2012

40/77

40

(16) n zonele de adncime mic a lacului (H v2

1< ) (fig. 9.7) valoarea maxim

a rezultantei presiunilor produse de valuri pe paramentul vertical al construciei deretenie se calculeaz prin integrarea diagramei trasate cu valorile din Tabelul 9.2

Tabelul 9.2

Numrul punctului(vezi fig. 9.7)

z(m) p (kPa)

1

2

3

4

5

- S

0.00

0.25 H

0.50 H

1.00 H

1p = 0

vahKp 22

vahKp 33

vahKp 44

vahKp 55

Valorile coeficienilorK2...K5se determin din figura 9.8.

7/24/2019 NP 130-2012

41/77

41

Fig. 9.8 Diagrame de determinare a coeficienilor K2Ksdin relaiile de calcul apresiunilor i subpresiunilor produse de valuri pe paramentul vertical al construciilor

hidrotehnice de retenie n zone de lacuri cu adncime mic ( H < 1/2lv).

(17) Presiunile valorilor p (n kPa) care se sparg pe paramentul vertical alconstruciei de retenie n zonele de adncime mic a lacului se determin funcie deadncimea z a punctului unde se calculeaz, fa de nivelul oglinzii apei conformrelaiilor (vezi fig. 9.7):

z1= - hv p1= 0

z2= 0 p2= 1.5 a hv (9.11)

z5= H p5=

v

va

Hhc

h

2

7/24/2019 NP 130-2012

42/77

42

(18) Subpresiunea pe talpa de fundaie i presiunea din corpul construciei deretenie produs de presiunea valurilor se consider c variaz liniar de la valoareapresiunii pe paramentul amonte la valoarea 0 pe paramentul aval al construciei.

9.3 Actiunea valurilor asupra construciilor hidrotehnice cu pante dulci

Fig. 9.9 Diagrama presiunilor maxime a valurilor deferlate pe taluzuri protejate cu

peree de beton (beton armat ).

(1) Diagrama presiunilor valurilor deferlate pe taluzurile cu pante cuprinse n

limitele321

51 m

protejate cu peree din dale de beton (beton armat) se calculeaz

conform parametrilor din figura 9.9.

(2) Valoarea presiunii maxime a valurilor deferlate pe taluz (p2) n kPa sedetermin cu relaia:

vapvpt hpkkp 22 (9.12)

unde 2p este presiunea relativ maxim a valurilor deferlate pe taluz n punctul 2 (fig.9.9) care se stabilete funcie de nlimea de deferlare a valului pe taluz hdef conformTabelului 9.3.

Kpt coeficient funcie de panta taluzului (1 : m), lungimea medie de und avalului ( v ) i nlimea valului (hv) conform relaiei :

Kpt= 0.85 + 4.8v

vh

+ m (0.0281.15

v

vh

) (9.13)

7/24/2019 NP 130-2012

43/77

43

Kpvcoeficient funcie de raportulv

v

h

, n conformitate cu Tabelul 9.4.

Tabelul 9.3

nlimea de deferlare a valului pe taluzhdef, m

2p

0,5

1,0

1,5

2,02,5

3,0

3,5

4,0

3,7

2,0

2,3

2,11,9

1,8

1,75

1,7

Tabelul 9.4

v

v

h

kpv

10

15

2025

35

1,00

1,15

1,301,35

1,48

(3) Adncimea punctului 2, (fig. 9.9) n care presiunea valurilor deferlate estemaxim, z2(m), msurat de la nivelul de calcul al acumulrii, se stabilete cu ajutorulformulei :

z2= vhBAmm

A

)()121(

1 22

(9-14)

AiBsunt parametri care se stabilesc cu relaia :

A = v

v

v hmh

)1

1()023,047,0(2

, (9.15)

B = vv

v hh

m

)25,084,0(95,0 (9.16)

(4) Punctul 3, pn la care se urc valul deferlat, pentru care p3= 0, corespundenlimii valului deferlat pe taluz, coordonata z 3 a punctului fiind:

7/24/2019 NP 130-2012

44/77

44

z3= - hv

(5) n zonele de pe taluz nvecinate punctului 2 de presiune maxim, presiuneavalurilor deferlate pe taluz scade. Astfel, la distanele li, msurate pe taluz fa de punctul2, se accept urmtoarele presiuni pe pereu :

l1= 0,0125 La

} p1= p3= 0,4 p2 (9.17)

l3= 0,0265 La

l2= 0,0325 La

} p2= p4= 0,1 p2 (9.18)

l4= 0,0675 La

unde La= vm

m

4 2 1 (m) (9.19)

(6) Subpresiunile p3 (kPa), datorit aciunii deferlrii valurilor pe taluzuriprotejate cu plci de beton, se determin pentru fiecare plac (fig. 9.10) cu formula:

ps= kpt. kpv. hp aS (9.20)

unde coeficienii kpt i kpv au fost explicitai mai nainte iar sp este subpresiunea

relativ asupra plcilor datorit deferlrii valurilor pe taluz (fig. 9.10).

(7) Subpresiunea sp se stabilete n funcie de raportul Bpl/ v , n care Bpl este

limea n metri a plcilor, considerat pe direcia liniei de cea mai mare pant a

taluzului, iar v este lungimea medie de und a valului, i de raportul x/ v , unde x estedistana de la rostul inferior al plcii pn la punctul corespunztor nivelului de calcul alacumulrii msurat n metri, iar v - lungimea medie de und a valului.

7/24/2019 NP 130-2012

45/77

45

Fig. 9.10Diagram pentru determinarea subpresiunilor produse de valurile deferlate petaluzuri protejate cu peree de beton (beton armat).

(8) Subpresiunea pe o fie de plac, considerat pe direcia liniei de cea maimare pant a taluzului, lat de 1 m, se calculeaz cu relaia :

PS= Bpl . pS (kN/m) (9.21)

(9) n cazul unor construcii de importan deosebit, precum i n cazul unortaluzuri cu berme i ruperi de pante, se recomand ca ncrcrile din aciunea valurilor sse stabileasc pe baz de ncercri de laborator.

Cap. 10. Aciunea gheii

10.1. Elemente generale

(1) Aciunea gheii este o ncrcare temporar variabil de scurt durat (V) cndse calculeaz pentru grosimea medie multianual a stratului de ghia i o ncrcareexcepional (E) cnd n calcul se consider grosimea maxim multianual.

(2) Aciunea gheii asupra construciilor hidrotehnice de retenie i a construciilorhidrotehnice n general se manifest sub urmtoarele forme:

a) mpingerea static din cauza mpiedicrii dilatrii termice a stratului de ghiala creteri rapide a temperaturii aerului;

b) mpingerea dinamic a sloiurilor de ghia trte de vnt;c) mpingerea static a zpoarelor formate din ngrmdirea sloiurilor de ghia

n plutire sub aciunea curentului de ap i vntului;d) aciunea gheii prinse de elemente structurale din construcie i supus

variaiilor de nivel n lacul de acumulare.

(3) n proiectarea construciilor hidrotehnice de retenie ncadrate n clasa deimportan I, aciunea gheii se va evalua pe baza observaiilor din amplasament asupraformrii i deplasrii sloiurilor de ghia, a grosimii straturilor de ghia, a variaiilor detemperatur pe perioade scurte, a vitezei i direciei vntului.

(4) n celelalte cazuri rata de cretere a grosimii stratului de ghia poate fiestimat cu urmtoarea ecuaie, numit i metoda grade x zi:

h = 2/1S (10.1)

unde h este grosimea stratului de ghia n metri ; - coeficient de pondere n m/(gradex zile de nghe)1/2; S- numrul de grade x zile de nghe.

(5) Coeficientul depinde de condiiile climatice locale i este de circa 0.03m/(grade x zile de nghe)1/2.

7/24/2019 NP 130-2012

46/77

46

(6) Relaia 10.1 este valabil cnd nu exist zpad pe stratul de ghia.Flotabilitatea gheii fiind relativ redus (densitatea gheii g = 920 kg/m

3) i stratul de

ghia avnd fisuri, de obicei un strat subire de zpad va submersa stratul de ghia, apase va amesteca cu zpada producnd aa numita ghia de zpad. Acest fenomen se

poate produce de mai multe ori pe durata iernii creind un strat de ghia cu pronunatcaracter anizotropic. n aceste situaii evaluarea grosimii stratului de ghia se va face pebaz de observaii n zon.

10.2. mpingerea static din cauza mpiedicrii dilatrii termice

(1) n cazul structurilor rigide, lungi i a ipotezelor conservative c stratul deghia nu este fisurat i este integral ncastrat pe contur de maluri i structuri perfectrigide, mpingerea static pe metru liniar din mpiedicarea dilatrii termice a stratului deghia se determin cu relaia :

p = 160 (10.053 ) h1/2

(kN/ml) (10.2)undepeste mpingerea termic maxim pe unitatea de lungime (kN/ml), - temperaturainiial la suprafaa gheii (oC) i hgrosimea stratului de ghia (m).

(2) Relaia (10.2) poate fi aplicat n ipoteza rezonabil c temperatura la interfaazpad-ghia poate crete n primvar de la -100C la 00C pe o perioad critic de ctevazile, sub forma:

p = 245 h1/2

(kN/ml) (10.3)

(3) n Tabelul 10-1, se prezint pentru orientare valorile mpingerii termice alestratului de ghia n kN/ml, uzual folosite n mai multe ri (grosimea ha stratului de

ghia n metri).

Tabelul 10-1

Canadai S.U.A.

Dup Acres (1970)Dup Drowin (1970)Dup Michel (1970)Dup Carter (1990) pestructuri rigide, lungi

250 h(150...300) h

(150...220) h

250 h

Rusia

(Fosta U.R.S.S.)

Dup Starosolsky (1970)Regiunea SiberieiRegiunea Petrograd

Regiunea Caucaz

300 h200 h

150 hNorvegia Dup Starosolsky (1970) 90 h

Suedia Dup Starosolsky (1970) 200 hJaponia Dup Yamoaka et al (1988) 250 hChina Dup Xu Bomeng (1988) 300 h

heste grosimea maxim a stratului de ghia n m.

7/24/2019 NP 130-2012

47/77

47

(4) n cazul structurilor semirigide, acceptnd unele fisuri n stratul de ghia i oanumit flexibilitate a malurilor i structurilor care contureaz stratul de ghia,mpingerea static n kN/ml se calculeaz cu relaia:

p = 245 c h1/2

(kN/ml) (10-4)

unde c este un coeficient de corecie egal cu 0.50 cnd stratul de ghia nu este perfectncastrat astfel nct forele decalate din partea mai adnc a stratului compenseazexpansiunea din partea superioar.

(5) mpingerea static a stratului de ghia pe structuri nguste se calculeaz curelaia:

p = 245 c h1/2

(kN/ml) (10-5)

= 1 +B

h

3

unde p este mpingerea termic pe unitatea de lungime (kN/ml)c= 0.5

- factor de corecie 2.57Blrgimea structurii (m)hgrosimea gheii (m)

10.3 ncrcri din impactul sloiurilor trte de vnt i cureni

(1) Fora maxim de impact (ncrcare dinamic) exercitat de un sloi de ghiadup coliziunea cu structura corespunde n general cu fora de spargere prin fisurare

(strivire) a sloiului prin ncovoiere, lunecare, compresiune sau ondulare. Producereaunuia din mecanismele menionate mai nainte depinde de geometria suprafeei decontact, proprietile gheii i coeficientul de frecare ntre ghia i structur.

(2) n absena unor date din observaii n natur, punctul de aplicare al forelordinamice de impact se consider la limita treimii superioare a grosimii sloiului. Grosimeasloiului de ghia se consider de minimum 80% din grosimea stratului de ghia cuperioad de revenire de 1 la 100 de ani.

(3) Studiile teoretice i observaiile n natur arat c strivirea sloiului se producen dou etape. Iniial apar fisuri radiate de la zona de impact i apoi aria afectat de fisuri

se extinde producnd descompunerea (spargerea) sloiului. Fora de spargere a sloiului peo arie elementar de contact structur-sloi de ghia depinde esenial de proprietilegheii, geometria structurii i coeficientul de frecare pe contact i se calculeaz cu relaiileelaborate de Carter (1975, 1986, 1987, 1990). Forele rezultante pe direciilelongitudinal, transversal i vertical se obin prin metoda Simpson de integrare acomponentelor elementare care acioneaz pe circomferina structurii. Relaiile de calculsunt urmtoarele:

7/24/2019 NP 130-2012

48/77

48

H = K1 hB

V = K2 hB (10-6)

T = K3 hB

unde H este fora orizontal (kN); Vfora vertical (kN); Tfora transversal (kN);

- rezistena de compresiune a gheii (kPa) (Tabelul 10-2); B limea sau diametrulstructurii (m); h grosimea sloiului de ghia; K1, K2, K3 factori care depind degeometria structurii.

Tabelul 10-2

Temperatura gheii Dimensiuneasloiului de ghia

Structura

internRezistena (kPa)

Punct de topire

Punct de topire

Punct de topire

Rece

micmedie

mare

foarte mare

deterioratintactintactintact

400

700

1100

1500

Fig. 10.1 Elemente geometrice la o pil rectangular ( f = 0.15, = 1800).

(4) n Tabelele 10-3 i 10-4 se dau coeficienii K1i K2din relaia (10-6) pentrupile rectangulare (coeficient de frecare f = 0.15 i = 1800) (fig.10-1). CoeficientulK3este nul (K3= 0) pentru o pil cu aceast geometrie.

Tabelul 10-3CoeficientulK1pentru calculul luiH (relaia 10-6) (fig. 10-1)

(0)

RaportB/h

0.5 1.0 2.0 4.0 10.0

0

15

3045

2.41

2.41

2.411.80

1.96

1.96

1.720.92

1.73

1.73

0.890.47

1.61

1.61

0.470.25

1.55

0.77

0.220.12

7/24/2019 NP 130-2012

49/77

7/24/2019 NP 130-2012

50/77

50

Tabelul 10-7

Coeficientul K3pentru calculul lui T(relaia 10-6) (fig. 10-2)

(0)

RaportB/h

0.5 1.0 2.0 4.0 10.0

015

30

45

0.370.37

0.37

0.37

0.300.30

0.30

0.30

0.270.27

0.27

0.27

0.250.25

0.25

0.25

0.240.24

0.24

0.24

(6) n Tabelele 10-8, 10-9 i 10-10 se dau coeficieniiK1, K2iK3din relaia (10-6) pentru pile cu avant-bec (coeficient de frecaref= 0.15 i = 600), (fig. 10-3)

Fig. 10.3 Elemente geometrice la o pil cu avant-bec( f = 0.15, = 600).

Tabelul 10-8CoeficientulK1pentru calculul luiH (relaia 10-6) (fig. 10-3)

(0)

RaportB/h

0.5 1.0 2.0 4.0 10.0

0

15

3045

1.01

1.01

1.011.01

0.82

0.82

0.820.82

0.73

0.73

0.730.50

0.68

0.68

0.490.30

0.65

0.58

0.290.18

Tabelul 10-9

CoeficientulK2pentru calculul lui V(relaia 10-6) (fig. 10-3)

(0)

RaportB/h

0.5 1.0 2.0 4.0 10.0

0

1530

45

0.00

0.390.82

1.40

0.00

0.310.65

1.09

0.00

0.260.54

0.61

0.00

0.220.33

0.33

0.00

0.160.16

0.16

7/24/2019 NP 130-2012

51/77

51

Tabelul 10-10

Coeficientul K3pentru calculul lui T (relaia 10-6) (fig. 10-3)

(0)

RaportB/h

0.5 1.0 2.0 4.0 10.0

015

30

45

0.640.64

0.64

0.64

0.520.52

0.52

0.52

0.460.46

0.46

0.28

0.430.43

0.28

0.16

0.410.34

0.16

0.09

(7) n cazul unor pile cu alte geometrii dect cele cuprinse n normativ coeficieniiK1, K2i K3se vor lua din Buletinul ICOLD nr. 105 Dams and related structures in coldclimate.

10.3 mpingerea static a zpoarelor

(1) mpingerea zpoarelor (cmpurilor de sloiuri de ghia) formate dinngrmdirea sloiurilor de ghia trte de curenii vnt, care acioneaz perpendicularpe paramentul construciei hidrotehnice de retenie se calculeaz cu relaia :

)4( 4321, ppppPgc (MN) (10-7)

unde este suprafaa cmpului de ghia (m2) evaluat n lipsa observaiilor n natur cu2

2

1

L , Lfiind lungimea frontului construciei la nivelul reteniei normale; p1, p2, p3ip4 sunt presiuni n MPa conform relaiilor:

max

6

1 105 hVp

m

hg

L

Vhp

2

max4

2 105

(10-8)

ihp g.102.9 3

3

2

max,

8

4 102 vVp

unde Vh, maxeste viteza maxim a curentului de ap sub sloiurile de ghia (m/s); Vv, maxviteza maxim a vntului (m/s); Lmlungimea medie a sloiurilor de ghia staionare pedirecia curentului de ap care pentru enale se accept egal cu limea enalului (m); ipana suprafeei de curgere liber a apei; hggrosimea zporului conform regimuluitermic al gheurilor pe sectoarele adiacente cursului de ap barat, dar nu mai mare de80% din adncimea medie a curentului de ap la debitul corespunztor perioadeizpoarelor.

7/24/2019 NP 130-2012

52/77

52

(2) Presiunea cmpurilor de ghia asupra construciilor hidrotehnice dispuselongitudinal (paralel cu direcia curentului), respectiv asupra malurilor (pl)se determincu relaia:

LPp gcl

. (10-9)

unde coeficientul se consider cu urmtoarele valori:a) - maluri nisipoase 0.7b) maluri argiloase 0.8c) maluri stncoase i verticale 0.9

10.4. ncrcri induse de variaiile de nivel n acumulare

(1) Ridicrile i coborrile de nivel ale suprafeei ngheate a apei din acumulareinduc ncrcri verticale pe structurile de care este prins ghiaa (fig. 10-4).

Fig. 10.4Fore exercitate de stratul de ghea pe o structur hidraulic din cauzafluctuaiilor de nivel al apei.

(2) n cazul unei pile verticale, la fluctuaiile de nivel a apei dup formareafisurilor radiale n ghiaa din jurul pilei, ruperea formeaz o mas de ghia n form depan care exercit asupra pilei o for vertical (V ) care se determin cu urmtoarearelaie empiric propus de Carter (1985) care confirm stadiile teoretice efectuate deNevel (1972) (fig.10-5):

2

238.0 h

l

PtgV

(kN) (10-10)

unde V este fora vertical asupra pilei (kN); P lungimea suprafeei de contact ntrepil i stratul de ghia; - efortul de rupere la ncovoiere (Tabelul 10-11); h

7/24/2019 NP 130-2012

53/77

53

grosimea stratului de ghia (m); Ilungimea caracteristic a stratului de ghia (m); -unghiul de la captul penei (fig. 10-5).

Fig. 10.5 Diagrame de calcul al forelor verticale din ghea pe o pil vertical produsede fluctuaiile de nivel al apei.

Tabelul 10-11

Rezistenele la rupere a gheii (n kPa)Rezistena la

rupere a gheiiTemperatura medie n ase zile care preced

ncrcarea din stratul de ghia0 C -5 C -10 C -15 C -30 C

Prin strivirePrin ncovoiere

450335

900680

1100835

1200900

15001125

(3) n cazul forelor verticale din ghia pe o pil circular izolat, se consider cruperea gheii se face n 6 pene cu unghiuri de 600 sau 8 pene cu unghiuri de 450, iecuaia de evaluare a forelor verticale devine :

238.03.1 hl

PV

(kN) (10-11)

(4) n cazul forelor verticale din ghia asupra unui perete lung (= 0) relaia decalcul are forma:

238.0 hl

PV

(kN) (10-12)

iar fora pe 1 ml din lungimea peretelui devine :

7/24/2019 NP 130-2012

54/77

54

l

hV ml

2

38.0/

(kN/ml) (10-13)

Fig. 10.6Ruperi paralele cu faa barajului n stratul de ghea la fluctuaii ale niveluluiapei n acumulare: a scderi de nivel, b creteri de nivel.

(5) Fluctuaiile de nivel al apei conduc n general la formarea de fisuriaproximativ paralele cu paramentul amonte al unui baraj. Fisurile divizeaz stratul deghia n trei pri separate aa cum se prezint n figura 10-6 . n cazul unei creteri anivelului apei, blocul din mijloc are rosturi care produc mpingeri asupra blocului prinsde structur, respectiv asupra structurii. Aceste fore se suprapun peste cele generate dempiedicarea dilatrii termice. n prezent nu exist relaii fundamentate credibil pentruevaluarea mpingerilor orizontale din fluctuaiile de nivel. Pentru orientare semenioneaz cazul unei stavile clapet de la barajul Imnas (Suedia) care a fost avariatdin cauza unei mpingeri orizontale evaluat la 230 kN/ml. Ea a rezultat din fluctuaiizilnice de nivel n acumulare (scderi de nivel ziua i creteri n cursul nopii de 0.5 m) lagrosimi msurate ale stratului de ghia de 2 m la distana de 1 m de stavil i respectiv

de 1.3 m la distan de 7 m de stavil.

7/24/2019 NP 130-2012

55/77

55

Cap. 11. Aciunea variaiilor climatice de temperatur

11.1. Aspecte generale

(1) Variaiile de temperatur ale mediului ambiant genereaz eforturi

suplimentare n corpul barajelor monolite, n special al barajelor arcuite, la care suntmpiedicate deformaiile induse de variaiile termice. Rosturile de dilatare permitdeformarea liber sau limitat numai pe anumite direcii ale construciilor hidrotehnice deretenie i reduc eforturile termice poteniale.

(2) Efectul variaiilor climatice de temperatur trebuie considerat de asemenea ncazurile conductelor neprotejate termic, al mtilor (dale, fii) din beton (beton armat)de etanare a barajelor din umpluturi, al bajoaierelor ecluzelor i al zidurilor de sprijinpentru determinarea mpingerii reactive a pmntului.

(3) Aciunea variaiilor de temperatur este temporar cvasipermanent de lung

durat (C) dac n calcul se consider variaiile de temperatur pentru anul cuamplitudinea medie de variaie a temperaturii medii lunare. Ea devine excepional (E)dac se consider anul cu amplitudine maxim de variaie a temperaturilor medii lunare.

(4) Determinarea cmpului termic de calcul se face n dou etape: evaluareavariaiilor de temperatur ale mediului ambiant (aer, ap) la paramentele barajului ievaluarea distribuiei temperaturilor induse n corpul barajului de temperaturile mediuluiambiant cu evidenierea celor mai defavorabile situaii pentru structur.

11.2. Evaluarea temperaturilor n mediul ambiant

(1) n calculele termice ale construciilor hidrotehnice de retenie se considertemperaturile medii lunare pentru un an normal din punct de vedere termic, respectiv

pentru un an extrem (foarte clduros sau foarte rece). Variaiile de temperatur ale aeruluii apei n amplasamentul construciei de retenie se stabilesc printr-un studiu declimatologie elaborat pe baza nregistrrilor zonale pe mai muli ani att n aer i n lacuride acumulare (minimum 25 de ani).

(2) Variaia pe durata unui an a temperaturilor medii l