Predavanje Broj 12n.ppt

17. НАСУТЕ БРАНЕ

Насута земљана брана

Бранa од каменог набачаја

Предности и мане насутих брана  Минимални захтеви за услове фундирања  Могућност коришћења разнорврсних, хетерогених материјала, расположивих у непосредној близини профила  Јефтино и брзо уграђивање

• Осетљивост на преливање и процуривање • Велики обим радова • Потребан посебан објекат за евакуацију вода

Преливање насуте бране

Мере против преливања Једина делотворна мера је да се преливање спречи, а то се постиже: • Исправном проценом меродавног таласа велике воде од кога се објекат брани и према коме се димензионишу евакуациони органи. • Правилним избором, димензионисањем и обликовањем, израдом, управљањем и одржавањем евакуационих органа.

Помоћни – Емергенциони прелив

Унутрашња ерозија

Унутрашња ерозија

Унутрашња ерозија бране ТЕТОН

Мере против унутрашње ерозије • Добро познавање особина материјала за брану и средине темеља. • Избегавати решења која могу да образују привилегован пут провирању. • Исправна обрада темеља и уградња материјала (збијање, оцеђивање). • Правилно коришћење филтара и дренаже. • Застори, дијафрагме.

Основни делови насуте бране

Основни типови земљаних брана

Основни типови брана од каменог набачаја

Деловање филтарске заштите

Анализа спољних сила 1. Хидростатички притисак делује на сваку честицу бране појединачно, смањујући јој тежину – порни притисак. Ако постоји вододрживи застор, на њега делује сила хидростатичког притиска, као на вододрживу површину. 2. Филтрационе хидродинамичке силе са тенденцијом суфозије и флуидизације, битно утичу на стабилност бране и темеља.

3. Површинска ерозија услед деловања таласа може да оштети насип, па се не сме дозволити да таласи преливају круну бране. 4. Сеизмичке силе су опасне као подстицај за појаву клизања косина и темеља. 5. Нема силе од леда, премда може да оштети заштитну облогу косине. 6. Тежина ствара силу трења чиме се одупире клизању. Присуство воде у брани смањује ефективну тежину, па је корисно што више спустити ниво воде у телу бране – оборити провирну линију.

Провирање кроз брану Познавање положаја провирне линије омогућава да се:

• Утврди ефективна тежина свих делова тела бране. • Одреди оптимални положај за дренажу и филтре. • Процени филтрациони протицај, и сл.

Линеарна апроксимација

q  hK I  hK

H L

h

H1  H 2 1 H 2  (H  )  H 2 2 3 3

2 23 H 4 H2 qK H K 3 L 9 L L  L  (0.7nU 

nN )H 6

Водопропусна хомогена брана на водопропусном темељу

Водопропусна брана са језгром на водопропусном темељу

Заштита тела бране од суфозије

а) Испирање материјала који се штити кроз заштитни материјал

b) Загушење филтра

Заштита тела бране од суфозије Филтарска правила: • Геометријски непроходан • Филтрационо стабилан • Не сме да се загуши – колмира

Гранулометријска крива филтра и материјала који се штити

Насипање бране Ровни, Мај 2005

Дренажа у телу хомогених брана

Дренажа код водопропусног темеља

Низводна ножица и заштита од флуидизације

Заштита темеља од унутрашње ерозије •

Преграђивањем филтрационог пута вододрживим застором, у коме се губи велики део енергије – “пада“, h.

•

Продужењем филтрационог пута, L.

Уклањање еродибилног тла у темељу

Најбоља заштита је да се уклони еродибилно тло по целој површини темеља, тако да се брана фундира на стени

Преграђивање филтрационог пута широком преградом

Узана преграда - дијафрагма

Дијафрагма

Дубинско мешање “Soil mixing” Ров са исплаком

Дијафрагма

Млазно инјектирање “Jet grouting”

Узана преграда – непотпун ров

Хоризонтални и комбиновани застор

Стабилност косина • Ранкинова метода – клизање по хоризонталним равнима.

• Методе критичних клизних кругова.

Ранкинова метода Служи за грубу процену нагиба косина. Посматра се прво низводни а затим узводни део бране:

KK 

(GZ  GPOT ) tg  c1 L1  c2 L2 2 hBR  h2 2  SR tg (45  )   V 2 2 2

 K K ,min >2

Методе критичних клизних кругова

(Gi ui( NLiitgcosii )Ltgi ci )i  Li cos( Gii ccos ii  ui Li )tgi  Li ci   im 1 Бишопова Шведска 1 i 1 i 1 K K  iK , m    i K n n n sin  i метода метода G sin  T G sin  cos   tg i i i  i i i i n

n

n

i 1i 1

i 1

KK

Резиме основних правила за пројектовање насутих брана • Не сме се дозволити преливање преко насипа бране. • Не сме се дозволити неконтролисано провирање воде кроз брану и темељ. • Провирна линија се мора увек пресећи филтарским дреном. • Градијент притиска воде која излази из бране, не сме да изазове покретање честица бране или темеља. • Нагиби косина морају бити стабилни, са довољним коефицијентом сигурности, за све разматране случајеве оптерећења.

• Узводна косина бране мора се заштитити од разорног дејства таласа, а низводна од спирања кишом.

Основни типови земљаних брана

Брана са глиненим језгром

Положај језгра код земљаних брана

Оријентационе димензије земљаних брана bK  1  A hBR

BJ  14  12 hBR n=2,5-3,5 за глиновите и прашинасте материјале n=2,0-3,0 за песковите и шљунковите материјале

Основни типови брана од каменог набачаја

Бране са АБ екраном

Зонирање бране од каменог набачаја

Mеханизација за настуте бране

Mеханизација за настуте бране

Mеханизација за настуте бране

Насипање земљане бране

Нагиб материјала при привременом прекиду насипања

Неједнако слегање прелива и насипа бране

Берме

Веза бетонског дела са насипом бране

Веза бетонског дела са насипом

Веза насипа са зидом

Евакуација воде код насутих брана Најчешћа диспозицона решења за евакуацију воде код насутих брана су:

•Преливна брана, •Чеони прелив са брзотоком,

•Бочни прелив са брзотоком, •Шахтни прелив.

Евакуација воде код насутих брана – Преливна брана

Евакуација воде код насутих брана прелив у боку

Кокин брод-модел

Шахтни прелив – скица

Шахтни прелив на брани Тиквеш