1.3.16. Розрахунок фільтраційної міцності земляних гребель

Перевірка фільтраційної міцності тіла греблі проводиться для перерізу, для якого виконано фільтраційні розрахунки. Щоб оцінити фільтраційну міцність тіла греблі, протифільтраційних обладнань (понура, екрана, ядра) необхідно перевірити умову [14]

, (1.33)

де - діючий градієнт напору, - критичний градієнт, який для попередніх розрахунків вибирається із таблиці 1.14, - коефіцієнт надійності по відповідальності споруд, який становить для споруд ІІІ класу - =1,15, ІV класу - = 1,1.

Таблиця 3.12.

Критичні градієнти напору

Грунт	Значення критичних середніх градієнтів напору для
	понура	екрану, ядра	тіла греблі
Глина	15	12	8…2
Суглинок	10	8	4…1,5
Супісок	3	2	2…1
Пісок: середній дрібний	- -	- -	1,0 0,75

Примітка: Більші значення вибираються для більш щільнішого ґрунту.

Для однорідної греблі (рис. 1.23) значення знаходиться за залежністю , (1.34)

де α – кут нахилу "прямої депресії" до горизонту, L – віддаль від урізу води у верхньому б'єфі до крайньої лівої точки дренажу, z– напір перед греблею.

Рис. 1.23.

Якщо в тілі греблі є екран або ядро знаходиться за залежністю

, (1.35)

де z₁ – втрата напору в ядрі або екрані, δ_ср - середня товщина екрану або ядра, м. При наявності в основі греблі понура значення визначається за залежністю

, (1.36)

де L₀ - ширина греблі в основі, м, L_п - довжина понура, Т_р – заглиблення розрахункового водоупору, яке визначається із умови: якщо Т≤0,5L₀ , то Т_р=Т , якщо Т > 0,5L₀ , то Т_р=0,5L₀ .

1.3.17. Розрахунок стійкості низового укосу

При деяких умовах експлуатації укоси греблі можуть втратити свою стійкість і, в результаті чого, проходить сповзання частини масиву в межах тіла греблі. Розрахунки стійкості укосів проводяться при заданих фізико-механічних характеристиках грунту тіла греблі і основи, відомих геометричних розмірах поперечного профілю і побудованій кривій депресії. В результаті розрахунків визначається мінімальне значення коефіцієнта стійкості укосів, яке має бути більшим за нормативне значення для даного класу споруди при тому чи іншому поєднанні навантажень. Найбільше поширення отримав метод розрахунку стійкості по круглоциліндричних поверхнях ковзання, в якому приймається, що сповзання частини грунтового масиву проходить по радіальній кривій відносно деякого центру ковзання (точка О₁). При пошуках небезпечної поверхні ковзання може бути використана залежність для коефіцієнта стійкості

, (1.37)

де R – узагальнене розрахункове значення сил (або їх моментів) граничного опору зсуву по поверхні, що розглядається; F – рівнодіюча активних сил (або моментів цих сил) відносно центра поверхні ковзання.

Критерієм стійкості є збереження для найбільш небезпечної призми обвалення нерівності

(1.38)

де γ_n, γ_fc, γ_c – коефіцієнти відповідно надійності споруди, поєднання навантажень і умов роботи, значення яких вибираються по [14, с.22] і, виходячи із умови 1.38, значення коефіцієнта стійкості знаходиться за формулою

(1.39)

Одержаний в результаті розрахунку коефіцієнт стійкості k_s не повинен перевищувати величини більше ніж на 10 % [14]. Рекомендовані величини для ІV класу - k_s=1,05, для ІІІ класу - k_s=1,1. Визначення коефіцієнту стійкості покажемо на числовому прикладі.

Приклад визначення коефіцієнту стійкості укосу

Вихідні дані: висота греблі h_гр = 10,7 м, положення кривої депресії встановлено на основі фільтраційних розрахунків. Ґрунт тіла греблі – супісок, ґрунт основи – пісок дрібний, Т₀= 3,0 м, а нижче – суглинок, Т=16,0 м. Фізико-механічні характеристики ґрунтів тіла греблі і основи подано в табл. 1.15.

Таблиця 1.15.