А в т о р ы: И. А. Васильева, Г. И. Журавлев, С. Н. Корюкин, П. Е. Лысенко, Н. П. Розанов, Г. К. Суханов.
Гидротехнические сооружения. Учеб. пособие для вузов. Под ред. Н. П. Розанова, М., Стройиздат, 1978. 647 с. Авт.: И. А. Васильева, Г. И. Журавлев, С. Н. Корюкин и др.
Рассмотрены конструкции и методы расчета речных и внутрисистемных гидротехнических сооружений: плотин, водопропускных сооружений и их затворов, каналов и сооружений на них, гидротехнических туннелей, водозаборов, отстойников, регуляционных, рыбохозяйстренных, судоходных и лесопропускных сооружений, водохранилищ. Учтены результаты новейших научных исследований в области фильтрации, управления бурными потоками, воздействия потоков на русла, кавитации на элементах гидротехнических сооружений, строительства мелиоративных сооружений на пучини-стых и вечномерзлых грунтах. Дана методика лабораторных и натурных исследований гидротехнических сооружений.
Учебное пособие предназначено для студентов гидромелиоративных и гидротехнических вузов и факультетов, а также для инженеров — проектировщиков и строителей.
. Табл. 63, рис. 437, список лит.: 289 назв.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие .......................... 3
Введение..........-.................. 4
§ 1. Водные ресурсы, водное хозяйство и его отрасли, перспективы их
развития в СССР.................... 4
§ 2. Краткие .сведения о развитии строительства гидротехнических сооружений....................... . 5
Раздел I. Общие сведения о гидротехнических сооружениях, их основаниях и условиях работы
Глава 1. Классификация гидротехнических сооружений, гидроузлов и гидросистем, условия их работы и общие вопросы проектирования .... 8 § 3. Понятие о гидротехнических сооружениях и их классификация ... 8 § 4. Понятие о гидроузлах и гидросистемах, их классификация .... 11 § 5. Особенности и условия работы гидротехнических сооружений ... 12 § 6. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения .... 15 § 7. Общие вопросы проектирования гидротехнических сооружений ... 16
Глава 2. Основания гидротехнических сооружений и методы их улучшения . . 17
§ 8. Общие понятия и классификация оснований.......... 17
§ 9. Скальные основания................... 18
§ 10. Полускальные основания................. 21
§ 11. Нескальные основания................. • 23
§ 12. Методы улучшения основания................ 26
Раздел II. Фильтрация воды в основаниях и в береговых примыканиях • • гидротехнических сооружений
Глава 3. Фильтрация воды в нескальных основаниях гидротехнических сооружений ....... ................. .30
§ 13. Элементы подземного контура гидротехнических сооружений ;. . . 30
§ 14. Методы фильтрационных расчетов............. 31
§ 15. Приближенные способы фильтрационных расчетов ....... 36
§ 16. Фильтрационные деформации основания........... 39
§ 17. Проектирование обратных фильтров............. 42
§ 18. Водопроницаемость элементов подземного контура . ...... 45
§ 19. Фильтрация в неоднородных и анизотропных грунтах ...... 47
§ 20. Современные схемы подземного контура плотин на нескальном осно- •
ванИи......................... 49
Глава 4. Фильтрация воды в скальных основаниях гидротехнических сооружений......,.................. 51
§ 21. Особенности фильтрации воды в скальных основаниях...... 51
§ 22. Противофильтрационная защита основания . . . . ... . . . 52
§ 23. Фильтрационное ^давление в скальных породах......... 54
Глава 5. Фильтрация воды в береговых примыканиях гидротехнических сооружений ... .....'................ 56
§ 24. Общие сведения ' . ................... 56
§ 25. Положение депрессионной поверхности фильтрационного потока за
устоем........................ 56
§ 26. Фильтрация в берегах водохранилища при обтекании плеча плотины 58
§ 27. Фильтрация под сооружениями на каналах.......... 59
Раздел III. Общие вопросы расчетов устойчивости и прочности подпорных бетонных гидротехнических сооружений
Глава 6. Виды расчетов подпорных сооружений и расчетные случаи .... 62
§ 28. Виды расчетов. Нагрузки и воздействия на сооружения..... 62
§• 29. Расчетные случаи и требования, предъявляемые к подпорным сооружениям при расчетах их устойчивости и прочности...... 63
§ 30. Основные расчетные схемы......'......... . 65
Глава 7. Расчеты устойчивости подпорных гидротехнических сооружений . 66
31. Расчеты устойчивости на сдвиг в случае нескальньгх оснований
32. Расчеты устойчивости на сдвиг в случае скальных оснований .
33. Расчеты устойчивости на опрокидывание и на всплывание
66 71 74 Глава 8. Расчеты прочности и несущей способности гидротехнических соору
жений и их оснований.................. 75
§ 34. Существующие подходы к расчетам прочности сооружений и их оснований ........ ............... 75
643
Стр.
§ 35. Расчеты по допускаемым напряжениям........... 75
§ 36. Влияние различных факторов на напряженное состояние и прочность
гидротехнических сооружений............... 78
§ 37. Основы расчетов сейсмостойкости.............. 85
§ 38. Некоторые вопросы расчета прочности и несущей способности оснований гидротехнических сооружений............. 87
§ 39. Расчеты гидротехнических сооружений и их оснований по предельным
состояниям ....................'. 87
Глава 9. Расчеты осадок оснований гидротехнических сооружений..... 90
§ 40. Общие положения ........'............ 90
§ 41. Исходные данные для расчета и расчетные случаи....... 92
§ 42. Основные методы ^определения напряжения в сжимаемой толще основания....................... 94
§ 43, Определение полной осадки................ 96
§ 44. Распределение осадки во времени............. 98
§ 45. Прогноз осадок по эмпирическим зависимостям........ 100
Раздел IV. Общие вопросы проектирования водопропускных сооружений
Глава 10. Характеристика, особенности и режимы работы водопропускных
сооружений . .................... . 101
§ 46. Классификация водопропускных сооружений. Расчетные расходы воды. Размеры отверстий.................. 101
§ 47. Открытые водопропускные сооружения........... 105
§ 48. Закрытые водопропускные сооружения............ 112
§ 49. Аэрация потока в водопропускных сооружениях........ 117
§ 50. Волнообразование в водопропускных сооружениях....... 119
§ 51. Методы управления бурными потоками в водопропускных сооружениях 121
Глава 11. Кавитация на элементах гидротехнических сооружений и методы
борьбы с кавитационной эрозией.............. 122
§ 52. Кавитация. Кавитационные разрушения элементов водосбросных сооружений . ..................... 122
§ 53. Формы (виды) и стадии кавиуации. Пороговые скорости..... 124
§ 54. Методы борьбы с опасной кавитационной эрозией элементов водосбросных сооружений.................. 126
Глава 12. Вопросы проектирования устройств нижнего бьефа и прогноз местных размывов .................... . 134
§ 55. Основные гидравлические режимы сопряжения бьефов...... 134
§_ 56. Русловые переформирования в зоне нижнего бьефа....... 136
§ 57. Методы борьбы со сбойными течениями . .......... 140
§ 58 Определение гидродинамических нагрузок на плиты водобоев и рисберм......................... 141
§ 59. Основные типы и конструкции устройств нижнего бьефа..... 143
Раздел V. Плотины земляные, из крупнообломочных грунтов и деревянные
Глава 13. Земляные плотины.............,..... 147
§ 60. Общие сведения.................... 147
61. Отдельные элементы плотин . .............. 150
62. Намывные плотины................... 158
63. Определение отметки гребня................ 162
64. Расчеты креплений откосов . . . ............. 164
65. Подбор состава обратных фильтров............. 167
9 66. Фильтрационные расчеты..........'....... 168
§ 67. Расчеты устойчивости откосов............... 174
§ 68, Расчеты осадок плотин.................. 183
Глава 14. Плотины из крупнообломочных грунтов........... 184
69. Общие сведения..................... 184
70. Классификация ..................... 186
71. Крупнообломочные грунты используемые для возведения плотин . . 187
72. Выбор типа плотины.................. 188
73. Очертание профиля плотины................ 189
74. Противофильтрационные устройства в теле плотины........ 190
75. Противофильтрационные устройства в основании....... . 195
76. Расчетное обоснование конструкции............. 197
Глава 15. Грунтовые плотины, возводимые в особых условиях . ..... 202
Стр.
§ 77. Подпорные сооружения, возводимые наброской камня в текущую
воду, и пропуск паводковых расходов через недостроенные плотины 202
§ 78. Фильтрующие и Водосливные каменно-земляные плотины..... 203
§ 79. Плотины, возводимые в условиях вечной мерзлоты ....... 204
§ 80. Особенности возведения плотин зимой ." . . . . . . ... . . 208
§ 81. Плотины,'возводимые'направленным взрывом.......... 210
Глава 16. Деревянные плотины.................... 213
§ 82. Общие сведения '................... . . . 213
§ 83. Типы плотин....................., 214
§ 84. Флютбеты плотин.................... . 218
Глава 17. Водопропускные сооружения гидроузлов с глухими плотинами . . . 220
§ 85. Классификация водосбросов и водовыпусков.......... 220
§ 86. Открытые водосбросы................... 221
§ 87. Закрытые водосбросы................... 227
§ 88. Использование основных и вспомогательных (естественных) водосбросов для пропуска паводковых расходов . . . . ,........ 236
§ 89. Водовыпуски ...................... 236
Раздел VI. Плотины бетонные и железобетонные
Глава 18. Гравитационные плотины на скальном основании........ 240
§ 90. Общие сведения..................... 240
§ 91. Поперечные профили плотин................ 241
§ 92. Сопряжение с основанием и берегами............ 243
§ 93. Отдельные элементы плотин................. 244
§ 94. Прочность и устойчивость плотин.............. 248
Глава 19. Водосбросные плотины................... 252
§ 95. Типы и размеры водосбросных отверстий........... 252
,§ 96. Режимы сопряжения бьефов................ 254
§ 97. Поверхностные водосливы.................. 254
§ 98. Общие требования к поверхностям, обтекаемым высокоскоростными
потоками............................ 263
§ 99. Глубинные водосбросы................... 264
Глава 20. Арочные плотины..................... 264
§ 100. Классификация...................... 264
§ 101. Общие сведения ..................... 267
§ 102. Основные вопросы проектирования .............. 272
§ 103. Основы расчетов прочности и устойчивости........... 279
Глава 21. Контрфорсные плотины................... 285
§ 104. Принципиальные схемы контрфорсных плотин и идея, положенная в
основу их конструкций................... 285
§ 105. Основные типы и конструкции ............... 287
§ 106. Конструктивные и другие особенности............. 299
§ 107. Основы расчетов прочности элементов и устойчивости контрфорсных
плотин -. . . . . . ..,.................. 300
Глава 22. Облегченные гравитационные плотины............. 308
§ 108. Пути облегчения гравитационных плотин............ 308
§ 109. Плотины с расширенными швами и полостями ............ 309
§ НО. Плотины с экраном или с гидроизоляцией на напорной грани .... 310
§ 111. Предварительно-напряженные и заанкеренные в основание плотины . 311
§ 112. Ячеистые и сборные плотины................. 313
§ 113. Технико-экономические характеристики и перспективы применения
различных конструкций облегченных гравитационных плотин . . . . 314
Глава 23. Термический режим и термонапряженное состояние бетонных плотин . 315 § 114. Температурные воздействия и мероприятия по борьбе с температурным
трещиноооразованием. . . . . . . ... . . . . . . . . . . 315
§ 115. Краткие сведения по температурным расчетам . . ....... 320
§ 116. Некоторые сведения .по оценке термонапряженного состояния бетонных плотин..............., ........ 323
Раздел VII. Каналы и гидротехнические сооружения на них
Глава 24. Каналы...................... i . 329
§ 117. Назначение....................... 329
§ 118. Трассирование .........'... -г......... 329
§ 119. Поперечное сечение................... 331
§ 120. Одежда........................ 333
§ 121. Особенности эксплуатации . . . . . . . . . . ....... 336
Глава 25. Регулирующие сооружения ;................ 336
§ 122. Общие сведения ..................... 336
§ 123. Типы регулирующих сооружений............... 338
R4R
Стр.
§ 170. Назначение отстойников.................. 502
§ 171. Общая характеристика отстойников.............. 503
Глава 38. Отстойники с периодической промывкой ..........v 506
§ 172. Общие сведения....................... 506
§ 173. Конструктивные особенности отдельных элементов отстойников . . . 508
§ 174. Расчеты отстойников.................. . 512
Глава 39. Отстойники с непрерывной промывкой............ 516
§ 175. Конструктивные особенности отстойников . ......... . 516
§ 176. Расчеты отстойников................... 519
§ 177. Некоторые типы отстойников с непрерывной промывкой...... 521
Раздел XII. Суде-, лесе- и рыбопропускные сооружения
Глава 40. Водные пути................,.,..,. 524
§ 178. Общие сведения..................... 524
§ 179. Основные принципы проектирования водных путей........ 526
Глава 41. Судоходные шлюзы и судоподъемники.........., . 529
§ 180. Основные конструктивные элементы шлюзов.......... 529
§ 181. Классификация шлюзов и использование их как водосбросов ... 531
§ 182. Габаритные размеры шлюзов................ 531
§ 183. Технология пропуска судов через шлюзы и их судопропускная способность......................... 533
§ 184. Размещение судоходных сооружений............. 536
§ 185. Конструкции и размеры камер шлюзов............ 539
§ 186. Конструкции и компоновка голов шлюзов........... 540
§ 187. Системы питания шлюзов.................. 541
§ 188. Причальные и направляющие сооружения........... 543
§ 189. Судоподъемники..................... 544
Глава 42. Лесопропускные сооружения................ 548
§ 190. Бревноспуски...................... 549
§ 191. Плотоходы....................... 550
Глава 43. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Прудовые рыбоводные
хозяйства . . .ч.................... 552
§ 192. Рыбопропускные сооружения.............., . 552
§ 193. Рыбозащитные сооружения................. 559
§ 194. Краткие сведения о прудовых рыбоводных хозяйствах...... '564
Раздел XIII. Компоновка речных гидроузлов. Водохранилища
Глава 44. Компоновка речных гидроузлов............... 569
§ 195. Общие положения.................... 569
§ 196. Основные требования, предъявляемые к компоновке гидроузлов . . . 577
Глава 45. Водохранилища..................... 578
§ 197. Изменение гидрологического режима и его воздействие на природные
условия зоны водохранилища................ 578
§ 198. Изменение природных условий вокруг водохранилища...... 581
§ 199. Изменение природных условий в нижнем бьефе гидроузлов .... 583
§ 200. Организация чаши водохранилищ и противомалярийные мероприятия 584
§ 201. Технико-экономические показатели водохранилищ....... . 585
Раздел XIV. Исследования гидротехнических сооружений
Глава 46. Лабораторные исследования гидротехнических сооружений .... 587
§ 202. Задачи, виды и развитие лабораторных исследований......., 587
§ 203. Основы теории подобия.................. 588
§ 204. Гидравлическое моделирование................ 595
§ 205. Моделирование напряженного состояния и прочности гидротехнических сооружений и их оснований при воздействии статических и динамических нагрузок и температур................ 604
Глава 47. Натурные исследования гидротехнических сооружений . . . , . . 610
§ 206. Общие положения.................... 6)0
§ 207. Виды натурных исследований и используемая контрольно-измерительная аппаратура..................... 611
§ 208. Основные принципы размещения контрольно-измерительной аппаратуры 620
Приложение I. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения . . 621 Приложение II. Таблицы для расчетов осадок оснований гидротехнических со- •
оружений.................,:........... 626
Приложение III. Формулы для фильтрационных расчетов земляных плотин . . 628
Список литературы........................ 632
Предметный указатель....................., 638
Цена: 300руб.
