2. Фильтрационный расчет плотины и основания.

Фильтрационные расчеты земляных плотин позволяют получить: характеристики фильтрационного потока, необходимые для проверки фильтрационной прочности тела плотины, расчет устойчивости ее откосов и обоснования рациональных параметров. Этими расчетами определяются:

- положение депрессионной кривой в теле плотины;

- градиенты напора фильтрационного потока;

- фильтрационный расход через тело плотины, основание плотины и берега.

Фильтрационные расчеты выполняются при характерных уровнях воды в верхнем и нижнем бьефах, при которых характеристики фильтрационного потока получаются наиболее не благоприятными с точки зрения прочности и устойчивости плотины, а также потерь воды на фильтрацию.

2.1 Расчет фильтрации через грунтовую плотину на водонепроницаемом основании с дренажным банкетом при наличии воды в нижнем бьефе.

1. ось X проводим по уровню дна в нижнем бьефе.

2. ось Y проводим на пересечении УВБ с откосом в верхнем бьефе

Расчет фильтрации ведется по формулам:

Построение кривой депрессии проводится по формуле:

где x – произвольная величина

где

2.2 Расчет фильтрации через плотину на водонепроницаемом основании с ядром и дренажным банкетом при наличии воды в нижнем бьефе.

Ядро плотины устраивается из маловодопроницаемого грунта или может быть выполнено из не грунтовых материалов.

Коэффициент фильтрации грунта в 10 и 100 раз меньше коэффициента фильтрации материала тела плотины. В следствии чего кривая депрессии за ядром располагается ближе к оси х, т.к. кривая депрессии в пределах ядра резко падает.

Чтобы привести плотину с ядром к условно однородной плотине необходимо ширину ядра заменить такой шириной ядра из материала тела плотины, чтобы эффект фильтрации был одинаков.

Определяем среднюю толщину ядра:.

δ_в– толщина ядра по верху;

δ_н– толщина ядра по низу.

Определим виртуальную ширину ядра:

.

Определяем приведенную ширину ядра по верху и по низу:

;

.

Расчет полученной плотины ведется также как расчет фильтрации через однородную плотину

Построение кривой депрессии проводится по формуле:

где x – произвольная величина

где

3. Расчет крепления откосов плотины.

3.1 Построение эпюры волнового давления на откос.

Определяем максимальное волновое давление P_dпо формуле:

,

где k_s– коэффициент который зависит от заложения напорного откоса, высоты и длины волны, определяется по формуле:

;

k_f– коэффициент который зависит от пологости волны (k_f = 1,33);

P_rel– максимальное относительное волновое давление на откос;

ρ– плотность воды (1·10³кг/м³);

Определяем ординатуz₂т.2 (т.2 – находится под уровнем воды, которая зависит от заложения откоса, высоты и длины волны) по формуле:

,

где АиВ–величины, м, вычисляемые по формулам:

;

.

м.

Ордината z₃, м, соответствует высоте наката волн на откос. На участках крепления по откосу выше и ниже т.2 ординаты эпюры волнового давления принимаютсяр, кПа, на расстояниях, м:

,

при мим;

при мим.

По построенной эпюре волнового давления производится армирование плит.