12. Противофильтрационные устройства грунтовых плотин (пфу)

ПФУ в земляных плотинах устраи. с целью:

- уменьшения фильтрац. расхода через сооруж.;

- заглубления депрессионной кривой для повыш. устойч. низового откоса и предотвращ. пучения грунта при промерзании;

- уменьшения градиента фильтрац. потока и предотвращ. фильтрац. деформаций грунта тела плотины.

ПФУ делятся на 2 группы:

1грунтовые (ядро, экран и понур)

2негрунтовые (экран, диафрагма, завеса).

Грунтовое ядро располаг. верт. по оси плотины или немного смещ. в стор. ВБ. Иногда устраив. наклонное ядро.

Толщина ядра поверху , из усл. механизации работ эту толщину сложно сделать меньше 2- 3 м. К низу ядро утолщается, назнач. конструктивно, но при этом должно проверяться след.условие:

-допустимый градиент; H – напор.

Отм. гребня ядра должна быть выше форсирован. уровня ФПУ с учётом ветров. нагона, но без учёта наката волны.

Сверху гребень ядра должен быть защищён песч. грун. толщ. не менее глубины промерзания.

Грунтовый экран.ПФУ, располаг. по верховому откосу плотины.

Толщ. экрана назнач. также, как и толщ. ядра. Отм. верха должна быть не ниже ФПУ с учётом высоты наката волны и ветров. нагона. Со стор. верх. откоса устраив. защитный слой из песка не меньше глубины промерзания. Угол наклона низового откоса должен быть больше угла внутрен. трения грунта плотины. Плотины с ядром и экраном

устраив. при строит. плот. на водоупоре.

Понур прим. при глубоком залегании водоупора, предс. собой горизон. постель из маловодонепроницаемого грунта в ВБ перед плотиной.

В грунт. плотинах понур прим. только совместно с экраном.

Сверху понур покрыв. защит. слоем грунта более 1 м, для защиты от машин и механизмов.

Негрунтовые ПФУ Прим. редко, только при отсутствии в районе стр-ва глинистых грунтов или при неблагоп. климат. усл-х.

К ним относ. полимерные плёнки, из кот. устраивают экраны (плёнки укладывают на однор. песчаный грунт и таким же грунтом засыпают; заложение откосов при таком экране должно быть более 2,5; плёнка должна склеиваться или свариваться).

Асфальтобетонные диафрагмы устраивают из литого,пластич. и уплотняемого горячего асфальобетона. Толщ. диафрагм назнач. из услов. сохранения её сплошности и несущей способ. в строит. и эксплуат. периоды. С обеих сторон от диафрагмы устраив. переходные слои, состав грунта кот. подбирается из усл. недопустимости проникновения в его поры асфальтобетона диафрагмы и его непросыпаемости в поры грунта тела плотины.

13Фильтрационные расчёты грунтовых плотин

Сущ. три группы методов фильтрационных расчетов:

-гидромех. методы расчета, основаны на решении дифферен. урав. описыв. фильтрацию. Движ. фильтрац. потока описывается уравнением Лапласа

-Экспериментальные методы. Метод ЭГДА– электрогидродинамических аналогий. Основан на том, что различные проц. часто описыв. одним и тем же диф. ур.. В дан. случае уравнением Лапласа описыв. как движ. фильтрац. потока в грунте, так и движение электрич. тока на пластине.

-Гидравлические методы расчета – основаны на законе Дарси Q=kwI

Q -ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСХОД

К – коэф. фильтрации,W- площ. сеч. фильтрац. потока, I – ГРАДИЕНТ ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ

ур. Депюи

L – расст. между сеч.

q – удельный расход фильтрации

h1, h2 – глубины фильтрац. потока 2х смежных сечений.

Совместное решение этих ур. позволяет получить алгеб. форм. для опреде. положения кривой депресии, фильтрац. расхода и в нек. случаях для определ. градиента для различ. схем фильтрации.

При определ. полного фильтрац. расхода плотину разбивают по длине на ряд учас. и определ. расход в каждом сеч. и суммируют эти расходы.

Проверка фильтрац. прочн. грунта тела плотины произв. по контролир. градиенту фильтрац. потока по фор. – средний градиент напора фильтрационного потока в расчетной области фильтрации