Курсовая работа по ГТС

  Повна фільтраційна витрата води, що проходить через греблю і під греблею

8.7.  Розрахунок   греблі   з   ядром

 

  При фільтраційному розрахунку товщину  ядра d_я можна прийняти постійною по всій висоті ядра і рівною деякій середній товщині дійсного ядра.  Фільтраційний потік  у тілі греблі при наявності ядра буде мати  внутрішній проміжок просочування CD (рис.Д.8.9). Розрізняють два можливих профілі греблі: при k_о¹ k_т  і k_о= k_т.  Розглянемо їх.

  Підвалина греблі має той же коефіцієнт фільтрації, що і тіло греблі (k_о= k_т).  Для розрахунку такого профілю (рис.Д.8.10) заміняють верхній клин греблі  і її підвалину прямокутним еквівалентним масивом 1-2-3-4 шириною l_в=0,4h₁. При цьому одержуємо вертикальну вхідну грань греблі 3-4, що доходить до водоупору ( дійсного ).

  Після цього, використовуючи перший віртуальний  спосіб , заміняють ядро греблі, що має  коефіцієнт фільтрації k_я , віртуальним ядром , що має коефіцієнт фільтрації k_т.  Ширину віртуального ядра a'b'cd, що заміняє дійсне ядро abcd приймають рівною 

  Після такої заміни вхідна грань греблі 3-4 переміститься в нове положення 3'-4', тоді

  Разом з тим ліва грань ядра ab переміститься в нове положення а'b'. У результаті одержують розрахункову схему однорідної греблі 3'-4'-5-6-7-8-3' .  Знайдену для неї фільтраційну витрату вважають рівною шуканій витраті.

  Побудовану  для цієї схеми криву депресії A'B'CD змінюють так: середню її ділянку B'С (що відповідає вертикальному ядру) відкидають, причому прямокутний масив      3'-4'-b'-a' зсовують у право (у місці з приналежною йому ділянкою кривої депресії A'B') доти, поки грань a'b' цього масиву не співпаде з гранню ab дійсного ядра, а крива депресії A'B' не переміститься в положення AB. Потім уточнюють ділянку AB кривої депресії так само, як і у випадку однорідної греблі.  Ділянка кривої депресії, що відноситься до самого ядра звичайно практичного інтересу не має.

  Підвалина греблі має коефіцієнт фільтрації, відмінний від коефіцієнта фільтрації греблі  k_о¹ k_т .

  У цьому випадку приводять заданий  профіль греблі до профілю, що характеризується умовою k_о=k_т , тобто до профілю, що розглянутий раніше.  Для цього:

  а) заміняють дійсне заглиблення водоупору  Т_д приведеним заглибленням:

  У залежності від співвідношення коефіцієнтів k_о і k_т значення Т_пр може бути більше або менше Т_д.  Відповідно до цого на (рис.Д.8.11) показані (пунктиром) два варіанти висотного положення приведеної поверхні водоупору D'D', користуючись яким надалі ведуть розрахунок;

  б)відповідно до другого віртуального способу  змінюється коефіцієнт фільтрації ядра (див. рис.Д.8.11)

  У результаті цих двох операцій заданий  профіль перетворюється в профіль, показаний на (рис.Д.8.9), що розраховують так  само як  і гребля з ядром  при k_о=k_т. При цьому використовують значення Т_пр і k_я.пр. Ядро, що має приведений коефіцієнт фільтрації, вважають таким, що доходить завжди до приведеного водоупору. 

8.8. Розрахунок  фільтраційної міцності  земляної  греблі

 

  При оцінці  фільтраційної міцності грунтів у тілі греблі і підвалині, необхідно виконання умови

 
 

  Коефіцієнт  надійності по відповідальності споруд визначається в залежності від класу  капітальності: для 3-го класу 1,15, а для 4-го -  1,10 [6].

  При розрахунку казуальної фільтраційної  міцності за формулою (8.28) розглядають  окремо тіло греблі і її  підвалину (рис.Д.8.12), відділені горизонтальною лінією току АВ.  

   Таблиця 8.1

  Значення  градієнтів  напору J_cr,m

 

  Примітка: для суглинків легких приймають менші значення, для суглинків важких – більші, для середній суглинків – середні. 

  Розрахунок  за формулою (8.28), що може бути названий розрахунком за методом контролюючого градієнту, носить повірочний характер. Маючи попередньо намічений профіль греблі, встановлюють для її тіла і підвалини J_est,m і J_cr,m та потім перевіряють даний профіль за формулою (8.28).

 1. Визначення J_est,m    для тіла греблі.

  Тіло  греблі однорідне. При наявності дренажу низового клина греблі у вигляді кам'яного банкету або трубчастого дренажу (рис.Д.8.13 , а, б) 

 

  При наявності наслонного дренажу (рис.П.8.13, в) або у випадку відсутності  дренажу 

 

  При h_н =0 пряма депресії одержує вид прямої MN'. 

  Тіло  греблі з ядром  і екраном.  У цьому випадку для ядра або екрана

 

  Якщо  при  розрахунку отриманий дійсний  градієнт не задовольняє умові (8.28) необхідно збільшити розрахункову  довжину шляху  фільтрації.   Це  може бути досягнуто зміною конструкції поперечного перерізу греблі, тобто зміною типу дренажу, збільшенням коефіцієнтів закладення  низового  укосу  і ширини гребня греблі, застосуванням протифільтраційних споруд у тілі греблі, наприклад, екрана, ядра або діафрагми.

  При визначенні дійсних градієнтів напору  фільтраційного потоку для грунтів підвалини розрахункова довжина шляху фільтрації для однорідної греблі з дренажним банкетом  визначається як ширина тіла греблі по низу (рис.Д.8.13. в)

  Дійсний градіент напору  фільтраційного потоку в підвалині визначається за формулою

 

  Якщо  умова (8.28) для підвалини не виконується, необхідно передбачати в підвалині  греблі протифільтраційні пристрої: зуб або понур.  Їхні розміри (глибина  зуба або довжина понуру)  диктуються необхідною для виконання умови (8.28) довжиною шляху фільтрації.