Бөгеттің төменгі құлама беткейінің орнықтылығын есептеу тәсілі.

Бөгеттің статикалық есептері оның жоғарғы және төменгі құлама беткейлерінің орнықтылығын есептеуді қамтиды. Төменгі құлама беткейдің орнықтылығын есептеу мына жағдайларда қарастырылады:

· Бірінші жағдай: жоғарғы бьефте судың деңгейі қалыпты тежеулі деңгейде (▼ҚТД), бөгет денесі арқылы су сүзіліп ағады, төменгі бьефтегі судың тереңдігі ең жоғарғы деңгей де, бірақ 0,2Н_б -тан жоғары емес, мұнда Н_б – бөгет биіктігі.

· Екінші жағдай: су тастағыш құрылым толық ашық, жоғарғы бьефтегі су деңгейі ▼ҚТД- де, төменгі бьефтегі су деңгейі көп су мөлшерімен (Q_max) анықталады.

· Үшінші (ерекше) жағдай: жоғарғы бьефтегі су деңгейі уақытша тежеулі деңгейде (▼УТД), төменгі бьефтегі су деңгейі жоғары, ▼УТД- ге сәйкес.

Бөгеттің құлама беткейлерінің орнықтылығын дөңгелек, цилиндр тәріздес жылжу жазықтығымен есептеу қажет. Бұл тәсілмен орнықтылықты есептегенде мыны негізгі операцияларды орындайды:

1. Жылжу жазықтығының ортасы (центрі) орналасатын жазықтық салады,

2. Дөңгелек, цилиндрлік жылжу жазықтығын жүргізеді,

3. Төменгі құлама беткейдің орнықтылық коэффициентінің мәнін мына формула арқылы табады:

, (5.25.)

мұнда: R – жылжуға қарсы бағытталған күштердің моменттерінің тең әсер ету күштерінің мәні,

F - жылжу жазықтығының орталығына байланысты жылжытуға әсер ететін күштер жиынтығы.

4. Орнықтылық коэффициентінің ең аз мәнін k_min анықтайды

5. Қабылданған құлама беткейдің еңістігінің дұрыстығы және орнықты- лығы туралы тұжырым жасалады.

Құлама беткей орнықты деп есептеледі, егер:

, (5.26.)

мұнда: k_c – сенімділік коэффициенті, құрылымның класс капиталдығына байланысты қабылданады:

5.1. кесте. k_c – коэффициентінің мәні.

Құрылымның класс капиталдығы				1V
кс	1,25	1,20	1,15	1,1

k_ж – түсетін күштердің түріне байланысты қабылданатын коэффициент, негізгі күштер жиынтығы үшін 1,0 тең, ерекше күштер жиынтығы үшін 0,9, құрылыс жүріп жатқан кезеңдегі күштер үшін 0,95 тең.

k_м =0,95 коэффициент, жеңілдетілген тәсілмен есептегенде 1,0 тең деп қабылданады.

K_min есептеп табылған мәні мәнінен 10% көп болмауы тиісті.

Дөңгелек цилиндр тәріздес жылжу жазықтығының ортасы (центрі) орналасқан облысты тұрғызу үшін В.В.Фандеевың тәсілін қолданады, мұнда жылжу бетінің ортасы қисық төртбұрыштың ішінде орналасады. Бұл фигура мынандай сызықтардан құралады, төменгі құлама беткейдің ортасынан тұрғызылған:

- тік вертикальды сызық пен 85^º бұрышпен тұрғызылған сызықтар арасымен,

- мынандай радиуспен жүргізілген R₁=k₁H_бог және R₂=k₂H_бог екі доғамен шектелген фигура арасында,

мұнда k_1, k₂ - ішкі және сыртқы радиустар коэффициенті, бұларды төменгі құлама беткейдің еңістігіне байланысты қабылдайды. (5.2. кесте)

5.2. кесте. k_1, және k₂ коэффициенттерінің мәні.

m2
K1	0,75	0,75	1,0	1,5	2,2
K2	1,5	1,75	2,3	3,75	4,8

Бөгеттің көлденең қимасына жылжу жазықтығы доға түрінде R радиусымен орталықтан жүргізіледі, және де бұл доға бөгет төбесінің жартысын және табанының кішілеу бөлігін қамтуы шарт. Осы жағдайларға байланысты, жылжу жазықтығының ортасын қисық төртбұрыштың ішінен қабылдайды. Бұл кезде жылжу жазықтығының бөгет табанын қамтыған ұзындығы, құлама беткейдің табанымен қиылысқан нүктеден әргісі, 2H_бог-аспауы шарт.

Құлама беткейдің орнықтылық коэффициенті дөңгелек цилиндр жылжу жазықтығы тәсілімен анықталғанда, бөгеттің ең биік жерінің 1 метр ұзындығына есеп жүргізіледі. Есептеу мынандай ретпен жүргіледі:

1. Бөгеттің доғамен шектелген бөлігін тік вертикальды сызықтармен, кіші бөліктерге бөледі, бөлік ені в = 0,1R -ге тең. Мұнда 0-ші бөліктің ортасын жылжу жазықтығының центрінің дәл астына орналастырады. Қалған бөліктерін 0-ші бөліктен солға (жоғары) қарай оң таңбамен, оңға (төмен) қарай теріс таңбамен белгілейді.

2. Әр бөліктің sinα және cosα мәндерін табады, мұнда α-бөліктің табанының жықтық пен құрайтын бұрышы. Бөліктің ені в=0,1R -ге тең болғанда sinα =0,1N –ге тең, мұнда N- бөліктің реттік номері, бөліктің таңбасы (+,-) ескерілуі қажет. ,

3. Әр бөліктің құрама бөліктерінің тығыздығы әртүрлі, сондықтан әр бөліктің орташа биіктігін табады: һ₁-құрғақ күйдегі бөгет топырағының биіктігі; һ₂- ылғал күйдегі бөгет топырағының биіктігі; һ₃- суға қаныққан, ылғал күйдегі бөгет табанының топырағының биіктігі. Орташа биіктік - бөліктің орта сызығынан, сызбадан өлшеніп алынады. Шеткі бөліктер толық болмаған жағдайда, олардың орташа биіктігін былай анықтайды: , мұнда ω – толық емес бөліктің ауданы, сызбадан алынады; в – бөлік ені.

4. Әр қабаттың тығыздығын есептеп табады:

, (5.27)

(5.28.)

(5.29)

Мұнда: γ_1, γ_2, γ_{3 -} бөгет денесінің топырағының құрғақ күйіндегі, сумен қаныққан кездегі және бөгет табанының топырағының сумен қаныққан кездегі тығыздығы.

n – топырақ кеуектігі;

k – топырақ ылғалдығына байланысты қабылданатын коэффициент (ылғалдылық 12- 18% болғанда k = 1,12 – 1,18)

=1,0 т/м³ - судың тығыздығы,

бөгет денесі мен табанының топырағының тығыздығы.

5. Бөліктердің келтірілген биіктігін мына формуламен анықтайды:

, (5.30.)

5.3. кесте. Топырақтардың физикалық-механикалық сипаттамаларының орташа мәні:

Топырақтар	Топырақ тығыз дығы т/м3	Кеуектік	Топырақтың салыстырмалы байланыстылығы	Топырақтың ішкі үйкеліс бұрышы φ, градуспен.
құрғақ	суға қаныққан	құрғақ	суға қаныққан
Саздақ (глина)	2,74	0,35-0,5	3,0-6,0	2,0-3,5	20-26	12-16
Саз (суглинок)	2,71	0,35-0,45	2,0-4,0	1,5-3,0	21-27	15-20
Құмшауыт (супесь)	2,70	0,30-0,45	0,5-1,3	0,3-0,5	25-30	20-23
Құм: тозаң (пылеватый)	2,70	0,38-0,44	0,2-0,6	0,2-0,6	26-32	24-30
майда (мелкий)	2,66	0,38-0,43	0,2-0,4	0,2-0,4	28-34	27-32
орташа (средний)	2,66	0,35-0,41	0,1-0,2	0,1-0,2	35-38	34-37
ірі (крупный) және қиыршық тас (гравелистый)	2,66	0,35-0,41	0,1	0,1	38-40	35-38

6) Әр бөліктердегі туындайтын күштерді қоса отырып, опырылып құлайтын топырақ массивінің табанындағы үйкеліс күшінің мәнін табады:

F=вγ₁Σh_келт cosαtgφ, (5.31.)

Жылжу жазықтығындағы үйкеліс бұрышы φ- топырақ түріне, ылғалдылығына қарай қабылданады. Егер топырақ құрамы туралы нақты деректер болмаса, оның мәнін 5.3. кестеден алуға болады. Бұл φ бұрышы бөгет денесінің әр бөлігінің топырағына тұрақты болады, депрессиялық сызықтан жоғарғы бөлігіне φ_1, бөгет денесінің топырағының депрессиялық сызықтан төменгі бөлігіне φ_2, бөгет табаны топырағына φ_3.

7) Осы әдіспен опырылып құлайтын топырақ массивінің жанама күштерінің мәнін табады: T= вγ₁Σh_келт sinα , (5.32.)

8) Опырылып құлайтын топырақ массивінің табанында пайда болатын байланыс күштерінің мәнін мына формуладан табады:

S= c₁l₁+c₂l₂+c₃l₃ , (5.33.)

мұнда: с₁, с₂, с₃ – бөгет денесінің құрғақ күйіндегі, суға қаныққан күйіндегі және бөгет табанының топырағының суға қаныққан күйіндегі байланыс күштерінің мәні.

- l₁, l₂, l₃ – бұл с₁, с₂, с₃ – байланыс күштеріне тән, жылжу жазықтығы доғасының ұзындығы, оны мына формуламен табады:

, (5.34.)

мұнда: β – дөңгелек цилиндр тәріздес жылжу жазықтығының орталық бұрышы - доғасы аралығындағы. Ал β₁, β₂, β₃ – бұрыштарының мәні сызбадан өлшеп алынады.

9) Сүзіліп ағатын судың әсер күштерін мына формуладан табады:

, (5.35.)

мұнда - бұл МЕВДК фигурасының ауданы.

- сүзіліп ағатын судың еңістік коэффициенті,

опырылып құлайтын топырақ массивінің дипрессиялық сызығының биіктігінің төмендеу шамасы,

-дипрессиялық сызықтың мәніне төмендеу ара қашықтығы.

10) Құлама беткейдің орнықтылық коэффициентінің мәнін анықтаймыз:

, (5.36.)

мұнда: r- сүзілу күштерінің иіні, ол жылжу жазықтығы ортасынан - ауданының ауыртпалығының ортасына дейінгі ара қашықтық.

Құлама беткейдің орнықтылық коэффициентінің мәні, негізгі және ерекше күштер әсер еткенде, бөгеттің класс капиталдығына байланысты қабылданады.

1V –класс капиталды құрылымдарға k_орн= 1,1- 1,05 негізгі күштер әсер еткенде,

111-класс капиталды құрылымдарға K_орн= 1,15 – 1,1ерекше күштер әсер еткенде.

Есептегенде ыңғайлы болу үшін, есептеулер мына кестеге енгізіліп отырылады;