Гидралика грутновых вод (Фильтрация)

мой (этот приближённый вариант построения и проиллюстрирован на Рис. 11.28; часть кривой депрессии, являющаяся продолжением кривой ab и отрезком bc внутри ядра, показаны красным цветом).

11.13. Фильтрационный расчёт плотины с экраном.

Для уменьшения величины фильтрационного расхода по верховому откосу плотины может быть уложен слой (экран), выполненный из грунта с малым коэффициентом фильтрации.

Фильтрационный расчёт таких плотин аналогичен расчёту плотин с ядром, однако, для учёта наличия экрана виртуальный расчётный профиль A’B’CD образуется параллельным переносом верхового откоса AB плотины на расстояние lв , соответствующее толщине экрана δ и коэффициенту фильтрации Kэ материала из которого выполнен экран.

Рис. 11.29. К фильтрационному расчету плотины с экраном.

Расстояние lв при этом определяется по следующей зависимости:

l = δ × Kпл × sinα ,

в Kэ в

где δ – толщина экрана;

Kпл – коэффициент фильтрации грунта плотины;

51

Kэ – коэффициент фильтрации экрана;

αв – угол наклона верхового откоса плотины.

В качестве кривой депрессии для действительного профиля плотины ABCD принимается участок bc кривой депрессии abc, построенной для виртуального профиля плотины A’B’CD.

11.14.Фильтрационный расчёт плотины на проницаемом основании.

Рассмотрим плотину, находящуюся на водопроницаемом основании.

Рис. 11.30. Поперечный профиль плотины на водопроницаемом основании.

Для выполнения фильтрационного расчёта таких плотин фильтрационный поток рассматривают состоящим из двух частей.

1. Фильтрационный поток, проходящий через тело плотины.

Такой фильтрационный поток может быть описан способами, рассмотренными ранее. При этом предполагается, что плотина ABCD находится на непроницаемом основании L-L (см. Рис. 11.30). Если конструк-

52

ция плотины обладает ядром, или экраном, это также может быть учтено описанными ранее способами.

Кривая депрессии и фильтрационный расход в этом случае считаются не зависящими от условий движения фильтрационного потока в проницаемом основании.

2. Фильтрационный поток, проходящий через основание плотины. Для определения фильтрационного расхода воды, просачивающейся

через основание плотины применяют способы расчёта напорной фильтрации. При таком расчёте подошву плотины AE рассматривают как непроницаемую границу, а в качестве действующего напора, который срабатывается потоком под подошвой плотины, принимают величину разности уровней воды в верхнем и нижнем бьефах – (H1 − H2 ) .

Таким образом, общий фильтрационный расход потока в плотине на проницаемом основании будет равен сумме расходов потока, проходящего в теле плотины, и потока, походящего через основание. Кривая депрессии строится по уравнениям, составленным для фильтрации в теле плотины.

При относительно небольшой величине мощности основания T для расчёта рассматриваемой плотины можно применить ещё и следующий приём:

∙Если грунт основания отличается от грунта, из которого складывается тело плотины, то по второму виртуальному способу проницаемое основание заменяется слоем грунта, мощностью

T вирт , вычисляемой по зависимости (11.11). В случае, когда основание состоит из того же грунта, что и тело плотины

T вирт = T .

53

∙Линии верхового и низового откосов профиля плотины ABCD (см. Рис. 11.31.) продолжаются до водоупора. Полученный таким образом профиль A’’BCD’’ может быть рассчитан как плотина на непроницаемом основании.

∙Далее фильтрационный расчёт проводится для условного профиля A’’BCD’’ как описано в п. 11.11 «Фильтрационный расчёт грунтовой плотины на водонепроницаемом основании».

Рис. 11.31. К расчёту плотины на водопроницаемом основании.

При этом считается, что глубина со стороны верхнего бьефа равна H1 +T вирт , а глубина со стороны нижнего бьефа – H2 +T вирт . Грунт основания, находящийся правее линии DD’’ мысленно отбрасывается.

В случае отсутствия воды в нижнем бьефе, то есть когда H2 = 0 , при рассматривании условного профиля A’’BCD’’ глубину воды в нижнем бьефе принимают равной T вирт , полагая, что в действительности горизонт грунтовых вод устанавливается на уровне дна нижнего бьефа (на уровне точки D).

54

55

56