4.2. Расчет фильтрации в обход берегового устоя.

Расчёт безнапорной фильтрации в обход берегового устоя при заданных отметках уровней в ВБ и НБ выполняется с целью:

- построения опоясывающей устой кривой депрессии, знание положения которой необходимо для выполнения расчётов устойчивости и прочности устоя;

- определения среднего пьезометрического уклона безнапорного фильтрационного потока, по величине которого выполняется проверка фильтрационной прочности грунта за устоем.

Существующий приближенный метод расчета обходной фильтрации основан на следующих упрощениях:

1. Наклонные откосы грунтового массива заменяются вертикальными откосами, доходящими до расчетного водоупора и отстоящими от урезов воды на расстоянии:

ВБ -

НБ - .

где H₁ и H₂ – глубины воды в ВБ и НБ

2. Условно принимается, что береговой устой по всей длине располагается на водоупоре.

3. Грунт за береговым устоем принимается однородным, изотропным.

4. Приток грунтовых вод со стороны берега пренебрегают, рассматривается только фильтрация воды из ВБ и НБ.

Береговой устой заменяется воображаемым подземный контур, имеющим подземный контур того же очертания, что и устой. Воображаемый подземный контур располагается на проницаемом основании бесконечной мощности; на него действует напор Н, равный разности уровней воды в верхнем и нижнем бьефах сооружения.

Воображаемый подземный контур рассчитывается по методу коэффициентов сопротивления. Устанавливается расчетное положение водоупора , определяются коэффициенты сопротивления участков подземного контура, потери напора на участках и строится эпюра фильтрационного давления на воображаемый подземный контур.

Т.к. воображаемый подземный контур располагается на проницаемом основании бесконечной мощности то за расчетное заглубление водоупора принимают равным .

По таблице 5.13 [1] находится расчетная зависимость

где =71,6 м- длина проекции подземного контура на горизонтальною ось(рис.3).

=30,4 м - длина проекции подземного контура на вертикальную ось(рис.3).

Коэффициенты сопротивления участков подземного контура:

1) первый горизонтальный участок:

2) второй горизонтальный участок:

3) третий горизонтальный участок:

4) четвертый участок подземного контура:

Сумма коэффициентов сопротивления:

Определяются потери напора на участках:

Ординаты эпюры фильтрационного давления, по которым строится эпюра (рис. 4):

На эпюре фильтрационного давления произвольно выбирается 4 ординаты в различных точках подземного контура и по формуле вычисляются ординаты опоясывающей кривой депрессии в этих точках.

где - ордината опоясывающей кривой депрессии;

- ордината эпюры фильтрационного давления на воображаемом флютбете.

и - глубины в ВБ и НБ соответственно.

По вычисленным ординатам строится опоясывающая устой кривая депрессии.

Фильтрационная прочность грунта основания будет обеспечена при выполнении условия , где по табл 5.14 [1](для плотин III класса капитальности на мелком песке).

Величина контролирующего градиента определяется по зависимости:

_{Таким образом 0,1<0,27 - фильтрационная прочность грунта обеспечена.}