Он же 85).Фильтрационный расчет грунтовых плотин.

Под действием напора, создаваемого плотиной, происходит фильтрация воды через тело плотины и ее основание из верхнего бьефа в нижний. Свободная поверхность грунтового потока называется депрессионной поверхностью, а линия пересечения этой поверхности с вертикальной плоскостью - депрессионной кривой.

Задачами фильтрационных расчетов являются: определение потерь воды через те­ло грунтовой плотины и ее основание, если оно водопроницаемо; определение положе­ния кривой депрессии и выходных градиентов напора. При фильтрационных расчетах грунтовых плотин принимают следующие допущения: фильтрацию рассматривают в одной плоскости; грунт тела плотины считают однородно-изотропным;  положение кривой депрессии в однородной плотине не зависит от качества грунта, а определяется только геометрическими размерами профиля плотины.Проектный профиль грунтовой плотины приводит к расчетной схеме, в которой исклю­чают отдельные мелкие детали и не учитывают потери напора в пригрузке из крупнопо­ристых фунтов, уложенных поверх водонепроницаемых элементов - экранов или пону­ре. В верхнем бьефе за расчетный уровень принимают НПУ, в нижнем бьефе - уровень воды, соответствующий бытовому уровню, при котором будет установившийся расход фильтрационного потока в теле плотины.

Вначале находят положение раздельного сечения ∆ L : ∆ L = m ₁ H ₁ /(2 m ₁ +1)

Положение кривой депрессии определяют по уравнению: Y ² = H ₁ ² – 2 q_mx / k_m

где q_m - удельный фильтрационный расход через тело плотины; к_т– коэффициентфильтрации тела плотины.Величину удельного фильтрационного расхода q_mнаходят из уравнения: q_m /к_т=( H ₁ ² – H ₂ ² )/2 L _расч

где L_{pac ч}- проекция кривой депрессии на плоскость основания, для однородной пло­тины L _расч = L + ∆ L

При определении координат кривой депрессии задаются рядом значений (не менее пяти) х и определяют положение кривой депрессии. Для значения х=0 ордината рав­на Н₁а при х = L_{pac ч} ордината равна Н₂.

После определения координат кривой депрессии, оценивают фильтрационную прочность грунтов основания и тела плотины по величине выходного фильтрационного градиента: I _вых =∆ h /∆ l =( Y _{n -1} – Y_n )/( x_n – x_{n -1} )<= I _к .

где ∆h- падение напора фильтрационного потока на линейном участке ∆ l .

Значение выходного градиента должно быть меньше, чем значение градиента крити­ческого, который определяется строительными нормами. Если условие не выполняется, то необходимо пересмотреть принятые размеры элементов поперечного профиля фунтовой плотины, увеличить заложение низового откоса или размеры противофильтрационного устройства.Если плотина не однородная, то при выполнении фильтрационных расчетов используют метод виртуальных длин, позволяющий виртуально заменить противофильтрационное устройство (экран или ядро) эквивалентным слоем и дальнейшие расчеты проводить какдля плотины с ядром определяют из условия L _я =  * k_m / k_z , а плотины с экраном L _э = · k_m / k _э · sinθ , где  - толщина противофильтрационного устройства в верхней и нижней частях; к_я ,к_э - коэффициенты фильтрации ядра и экрана; θ - угол наклона средней линии эк­рана к основанию плотины. Тогда для плотины с ядром L _расч = L + ∆ L + L _я , а для пло­тины с экраном L _расч = L + ∆ L + L _э .

31.(78,58). Акведуки. Конструкции и расчет. Акведуки (часть водовода в виде моста), предназначенные для переброски расхода канала через реки, дороги, овраги, суходолы и дру­гие понижения местности, устраивают, если уровень воды в канале зна­чительно превышает отметки пересекаемых препятствий (рис. 26.1). Верхнее строение акведука представляет собой лоток, в котором вода движется с равномерным режимом. Лоток установлен на балочной (на­иболее распространенной в настоящее время), рамной или арочной мо­стовой конструкции. По материалу акведуки бывают железобетонными (моно­литными или чаще сборными), деревянными, металлическими и комбинированными; последние два типа применяют редко. При возведении акведука над глубоким узким оврагам при прочных (скальных) склонах ис­пользуют арочную конструкцию (рис. 26.1, а).Типовые конструкции сборных железобетонных акведуков для ма­лых расходов воды представлены во многих альбомах, разработанных Гипроводхазом и другими проектными организациями. Скорость движе­ния воды в лотке принимается несколько выше скорости в подводящем и отводящем каналах, т. е. 1—2,5 м/с; дальнейшее повышение скорости приводит к увеличению уклона лотка, что на каналах оросительных си­стем ведет к уменьшению возможностей командования площадями. Глубину заложения опор акведука принимают с учетом возможной глу­бины промерзания грунта и максимальной глубины ожидаемого размы­ва водотоком русла (при пересечении акведуком русла реки, канала). Конструкция акведука должна обеспечивать плавное сопряжение входной и выходной частей сооружения с каналом как в плане, так и в вертикальной плоскости. Входную и выходную части обычно проекти­руют в виде соответственно сужающегося и расширяющегося в плане участков, дно отводящего канала и лотка сопрягают наклонным пере­ходным участком. Отвод воды, фильтрующейся из канала в обход соо­ружения и в местах сопряжения входной и выходной частей сооружения с лотком, осуществляют дренажем, устраиваемым несколько ниже мест сопряжения в направлении к откосу склона, что предохраняет склоны от размыва, а опоры от подмыва. Откосы подводящего и отводящего ка­налов обычно укрепляют плитами. Гидравлический расчет акведука включает в себя расчеты входной части, лотка и выходной части. Гидравлический расчет следует начинать с выбо­ра поперечного сечения и определения гидравлического уклона лотка. Ширину лотка b следует выбирать таким образом, чтобы обеспечить плавное сопряжение в плане лотка и каналов при минимальной длине входной и выходной частей. Глубину в лоткеhвыбирают, исходя из принятой скорости в лотке и = 1...2,5 м/с, т. е.h = Q /( bv )_,гдеQ — рас- в I лотке, м³/с. Уклон лотка определяют по формуле равномерного Движения. Статический расчет акведуков проводят как для мостов соответствую­щего типа. Если опоры и лоток жестко не связаны и работают независи­мо, то расчет их ведут раздельно. Если же лоток и опоры (рамы) пред­ставляют собой монолитную конструкцию, то расчет ведут как для моно­литной железобетонной рамы, образованной опорами — стойками и лот­ками — ригелями. В обоих случаях рассчитывают фундамент под опо­рами, сечение малых лотков принимают полукруглым, больших — с верти-кальными стенками, несущими нагрузку, и криволинейным днищем. Не­достатком таких лотков является коррозия стали (даже оцинкованные лотки служат не более 15 лет), а также большой расход металла.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: