5. Расчёт фильтрации воды под бетонной водосливной плотиной.

5.1. Определение величины силы противодавления.

Расстояние до водоупора:

м,

где l₁ - длина проекции подземного контура на горизонтальную плоскость между шпунтами 1-2 [м];

l₂ - длина проекции подземного контура на горизонтальную плоскость между шпунтами 2-3 [м];

l₀ - длина проекции подземного контура на горизонтальную плоскость [м];

Введём величину активной зоны фильтрации Т’_ак:

, (5.1)

где S₀ - длина проекции подземного контура на вертикальную плоскость [м];

м

Таким образом Т’_ак<Т_д , следовательно Т_расч= Т’_ак=23.9м

Для определения величины силы противодавления W найдём коэффициенты сопротивления.

,

где h_fj - местная потеря напора [м];

 - коэффициент сопротивления

_вх.. - коэффициент сопротивления на вход

^‘_г1. - коэффициент сопротивления на горизонтальный участок между шпунтами 1 и 2

_ш - коэффициент сопротивления шпунта

^‘_г2. - коэффициент сопротивления на горизонтальный участок между шпунтами 2 и 3

_вых.. - коэффициент сопротивления на выход со шпунтом

, (5.2)

где а - высота уступа [м]

Т₁ - большая из глубин до расчётного водоупора из Т₁ и Т₂ [м]

S - длина шпунта [м]

Вход:

Внутренний шпунт:

Выход:

Первый горизонтальный элемент:

,(5.3)

где l - длина горизонтального участка между шпунтами S₁ и S₂ [м]

T - глубина до расчётного водоупора от горизонтального участка [м]

Второй горизонтальный элемент:

Следовательно получаем трапеции с площадями равными:

S’=171,6 м²

S”=176,7 м²

W=(S’+S”)=(171,6+176,7)1=348,3 тс

5.2. Определение максимальной скорости фильтрации.

Найдём глубину активной зоны фильтрации, которая принимается равной:

Т”_акт=2Т’_акт=2 23,9=47,8 м

Следовательно выбирая из Т_д и Т”_акт меньшую Т_расч=Т_д=31 м.

Для определения максимальной скорости фильтрации найдём максимальный градиент:

,

где

см/с

5.3. Определение удельного фильтрационного расхода.

Найдём глубину активной зоны фильтрации, которая принимается равной:

Т’”_акт=Т_д=31 м.

Удельный фильтрационный расход находим по формуле:

см²/с

5.4. Построение гидродинамической сетки.

Используя метод ЭГДА строим квадратичную гидродинамическую сетку.

Пример расчета таблиц для метода ЭГДА

H_i=h₂+ZH_ri

Z=h₁-h₂=15,7-4,0=11,7

H_ri= 0.9; 0.8; 0.7…0.1 – приведенный напор

H₂=4,0+11,7 0,9=14,53

Таблица А:

– пьезометрический уклон

S_i – снимаем по чертежу с учетом масштаба

S_i = 750 см

см/с,

к = 0,003 см/с

см²/с

_i – снимаем по чертежу с учетом масштаба

см²/с – фильтрационный расход

Таблица Б:

Для расчета таблицы Б берем не менее 5 точек.

S_НБ – снимаем по чертежу с учетом масштаба

S_НБ = 460 см

– пьезометрический уклон

см/с, – формула Дарси

По данным таблицы Б строим эпюру скоростей. См. Рисунок 5.1.

Таблица В:

В таблицу заносим все характерные точки. По чертежу определяем заглубления (с учетом масштаба).

По данным таблицы В строим пьезометрическую линию. Находим площадь фигуры под линией, она равна сумме площадей двух трапеций:

S’=178,8 м²

S”=233,7 м²

W=(S’+S”)=(178,8+233,7)1=412,5 тс – сила противодавления

См. Рисунок 5.1.