6. Фільтраційний розрахунок підземного контуру греблі

6.1. Загальні положення

В задачі фільтраційного розрахунку підземного контуру входять:

перевірка розмірів підземного контуру за умовами фільтраційної міцності основи;
визначення сил фільтраційного і зважуючого тисків (протитиску);
Перевірка місцевої фільтраційної міцності ґрунту основи в місцях виходу фільтраційного потоку в нижній б’єф.

В курсовому проекті:

- при визначенні сил фільтраційного протитиску розглядається основний розрахунковий випадок пропуску максимальної розрахункової витрати при НПР в умовах плоскої задачі. При цьому розглядається 1 п.м. довжини греблі;

- при перевірці фільтраційної міцності основи розглядається експлуатаційний випадок, що відповідає нормальним умовам експлуатації (рівень води у верхньому б’єфі - НПР, в нижньому - меженний).

Фільтраційний розрахунок виконується за методом коефіцієнтів опору Чугуєва Р.Р. .

Розрахунок починають з розробки розрахункової схеми підземного контуру, яка отримується із дійсної схеми підземного контуру шляхом виключення дрібних деталей (таких, як дрібні зуб’я), що суттєво не впливають на результати розрахунку. Бетонні зуб’я умовно замінюються водонепроникними шпунтами тієї ж глибини.

Заглиблення фундаменту греблі в ґрунт встановлюється з урахуванням впливу фільтраційного потоку. Заглиблення низового зуба (або зуба і шпунта, якщо він влаштовується) в основу відносно поверхні водобою може бути знайдено за формулою

(6.1)

де - товщина плити водобою;

- товщина дренажу під водобоєм (рис. 6.1);

- заглиблення низового зуба та шпунта відносно початку дренажу.

Заглиблення низового зуба за умовами зменшення вихідних швидкостей фільтраційного потоку може бути визначено за формулою

(6.2)

де - заглиблення розрахункового водоупору під дно ВБ;

- горизонтальна проекція підземного контуру.

При відомих довжинах низового шпунта та низового зуба встановлюються всі відмітки підошви греблі.

Відмітка підошви греблі з урахуванням затоплення гідравлічного стрибка і впливу фільтраційного потоку

де - довжина низового шпунта.

При влаштуванні плоского дренажу під тілом греблі розрахунковий підземний контур закінчується на початку дренажу (і у відповідності до цього призначається його розрахункова схема).

6.2. Встановлення положення розрахункового водоупору

У відповідності до методу коефіцієнтів опору встановлюється розрахункове положення водоупору, яке в загальному випадку може не співпадати з положенням дійсного водоупору і є різним при вирішенні конкретних задач розрахунку.

Приклад розрахункової схеми при рівності відміток верхнього і нижнього б’єфів наведено на рис. 6.1.

Розрахункова глибина залягання водоупору, що характеризується поняттям активної зони фільтрації, визначається:

при визначенні фільтраційного протитиску і контролюючого градієнту напору ;
при визначенні вихідного градієнту .

Дані величини визначаються в залежності від типу схеми підземного контуру (розпластана, проміжна, заглиблена, дуже заглиблена) за формулами з таб.6.1. Тип схеми визначається за співвідношенням ( , - горизонтальна і вертикальна проекції підземного контуру).