11. Фильтрация под бетонной плотиной на нескальном основании, подземный контур плотины. Метод удлинённой контурной линии.

Область фильтрации под плотиной огрничиваются сверху поверхностных частей сооружения, а снизу поверхностью водоупора.

Если коэффициент фильтрации, ниже лежащего слоя, в 100 раз меньше выше лежащего слоя, то нижний слой будет водоупором для выше лежащего.

Если водоупор залегает очень глубоко, то принимают что он отсутствует и глубина фильтрации рассчитывают по формулам.

Входное сечение фильтрации дно ВБ, выходным считается дно НБ.

Фильтрация воды под сооружением является напорным, так как нет свободной поверхности воды.

Расчет фильтрации проводится с учетом работающих противофильтрационных элементов, к ним относятся:

• Понур перед плотиной

• Вертикальные шпунты, завесы, диафрагмы и дренажные устройства для вывода воды.

Понур и вертикальные элементы удлиняют путь фильтрации, чем длинее путь, тем меньше сил для фильтрационного потока.

Дренаж – это устройство отводящее воду из грунта, для того чтобы она не давила на сооружение.

Обычно фильтрационный расход полностью поглощается дренажом.

Ломаная линия сопряжения всех элементов плотины с грунтом основания называется подземным контуром сооружения(флютбет).

Для предварительного расчета фильтрации под сооружением на нескальном основании применяют 2 способа:

1. Аналитический (Метод коэффициентов сопротивления)

2. Графический (Метод удлиненной контурной линии).

Метод удлиненной контурной линии

Прежде чем приступить к расчету фильтрации необходимо определиться с её глубиной Tрасч.

За Tрасч. принимается наименьшее значение из 2 величин Tрасч.-->наименьшее значение из Т_Д и T_А.

Т_Д - действительная глубина залегание водоупора, снимается с геологического разреза, если в данных водоупора не будет, то тогда Т_Д принимается бесконечностью.

T_А - активная глубина фильтрации, определяется по формулам:

	Такт	– длина водопроницаемой части подземного контура в горизонтальном направлении. – максимальное заглубление вертикального элемента подземного контура. , то берем . , то берем .
5	0,5
	2,5
	0,8 +0,5
	+0,3

Метод удлиненной контурной линии основан на теории, что падение напора на всем пути фильтрации прямо пропорционально пройденному пути.

, , .

Частные случаи метода:

При шпунте в заглубленном в водоупор вместо реальной длины шпунта откладывается виртуальная длина, т.к. заглубленный шпунт является более лучшей преградой для фильтрационной воды.

,

Если плотина стоит на глинистом основании и в ВБ устроен анкерный бетонный понур, то при расчете фильтрации считается, что . А удлиняется контурная линия строится как для висячего шпунта, т.е. без .

12. Фильтрация под плотиной на скальном основании.

Водонепроницаемость скальных пород характеризуется удельным водопоглащением и коэффициентом фильтрации, которые зависят от трещиноватости массива, наличие заполнителя трещин и в значительной мере от нагруженного состояния пород.

Водопроницаемость скального массива может уменьшится при сжимании трещин под влиянием сжимающих напряжений и наоборот увеличивается при открытии трещин под влиянием растягивающих напряжений.

В скальных породах возможны фильтрационные деформации 2-х видов.

• Механическая суффозия (размыв и вынос заполнителя трещин)

• Химическая суффозия ( выщелачивание легко растворимых пород и включение).

Фильтрационный поток может двигаться в скальных породах не заполняя полностью трещины и поэтому это движение не подчиняется закону Дарси.

Для снижения противодавления на плотину и недопущения деформаций устраивают противофильтрационные элементы:

Завесу устраивают ближе к напорной грани прямо или под наклоном.

Длина завесы зависит от напора на сооружение от водопроницаемости породы.

_{Цементационная завеса и вертикальный дренаж.}

Вертикальная дренажная система устраивается за цем. Завесой обычно это вертикальная скважина. Длина цем. завесы зависит (0,5-0,7)H, а дренаж (0,5-0,75)l цем. завесы.

Устраиваемые в основании дренажи не могут полностью снять фильтрационное давление в отличнии от нескального основания, так как скважины дренажа не в состоянии перекрыть все трещины.