по ГТС (стр. 7 из 12)

Для визначення фільтраційної витрати і побудови кривої депресії в даному випадку зручніше усього використовувати віртуальний спосіб, що запропонований М.М. Павловским. Відповідно до цього способу від похилої осі екрана W^/W^/ відкладають по горизонталі вліво (рис.Д.8.7) віртуальну товщину

(8.21)

де

кут нахилу верхового укосу до горизонту.

Причому для розрахунку дійсного профілю греблі з екраном (профіль 1-2-3-4) заміняють віртуальним профілем 1'-2'-3-4 виконаним однорідним грунтом, що має коефіцієнт фільтраціїk_т. Отриманий вертикальний профіль 1'-2'-3-4 розраховують, як однорідну греблю.

Фільтраційну витрату, знайдену для цього профілю, вважають рівною дійсній фільтраційній витраті. Низова ділянка bef кривої депресії b'bef, побудована для віртуального профілю, являє собою шукану криву депресії для дійсного профілю ( у межах греблі). Ділянка a_оaдепресійної кривої у межах екрана проводять у виді прямої лінії, нормальної до укосу греблі.

8.6. Розрахунок греблі з екраном розташованої на водопроникній підвалині

При наявності водопроникної підвалини екран греблі завжди доповнюється або понуром, або зубом (висячим або що доходить до водоупору).

У випадку екрана, що має понур , для побудови кривої депресії і для визначення фільтраційної витрати поступають так (рис.Д.8.8):

1. Використовуючи поняття активної зони фільтрації призначають розрахункову поверхню водоупору, якою далі і користуються при розрахунку (k_о¹ k_т);

2. Припускають на початку, що горизонтальна лінія AB, що відокремлює тіло греблі від підвалини, є лінією току;

3. Користуючись віртуальним способом М.М. Павловского, будують криву депресії в припущенні, що лінія АВ, є поверхнею водоупору. Цю криву називають умовно лімітною кривою депресії I(див. рис.Д.8.8);

4. Заміняють заданий водопроникний понур, що маєдовжинуl_п, абсолютно водонепроникним понуром довжиноюl_о, і одержують точку A’ - початок водонепроникного понуру. Рекомендується в курсовому проекті взяти l_п= 2l_о;

5. Розглядаючи лінію А'В як підошву уявлюваного плоского (незаглибленого) флютбету, будують по способу подовженої контурної лінії п'єзометричну лінію для підошви А'В цього флютбету (див. п'єзометричну лінію ab). У якості лімітної депресійної лінії II приймають ділянку п'єзометричної лінії cb, що лежить у межах тіла греблі;

6. Шукану криву депресії проводять візуально так, щоб вона розміщалася приблизно в середині між I таIIлімітними депресійними лініями .

Даний спосіб можна вважати цілком прийнятним у тому випадку , коли відстань між Iі IIлімітними лініями невелика. У цьому випадку фільтраційна витрата через тіло греблі q_т може бути знайдена тим же способом, що і для греблі з екраном на водонепроникній підвалині. Фільтраційна витрата через підвалину гребліq_п визначається за методом подовженої контурної лінії за формулою

(8.22)

Повна фільтраційна витрата води, що проходить через греблю і під греблею

(8.23)

8.7. Розрахунок греблі з ядром

При фільтраційному розрахунку товщину ядра d_яможна прийняти постійною по всій висоті ядра і рівною деякій середній товщині дійсного ядра. Фільтраційний потік у тілі греблі при наявності ядра буде мати внутрішній проміжок просочування CD(рис.Д.8.9). Розрізняють два можливих профілі греблі: приk_о¹ k_тіk_о= k_т. Розглянемо їх.

Підвалина греблі має той же коефіцієнт фільтрації, що і тіло греблі (k_о= k_т). Для розрахунку такого профілю (рис.Д.8.10) заміняють верхній клин греблі і її підвалину прямокутним еквівалентним масивом 1-2-3-4 шириною l_в=0,4h₁. При цьому одержуємо вертикальну вхідну грань греблі 3-4, що доходить до водоупору ( дійсного ).

Після цього, використовуючи перший віртуальний спосіб , заміняють ядро греблі, що має коефіцієнтфільтрації k_я, віртуальним ядром , що має коефіцієнтфільтрації k_т. Ширину віртуального ядра a'b'cd, що заміняє дійсне ядро abcd приймають рівною

d_я.пр = d_{я *}k_т / k_я .

(8.24)

Після такої заміни вхідна грань греблі 3-4 переміститься в нове положення 3'-4', тоді

(8.25)

Разом з тим ліва грань ядра ab переміститься в нове положення а'b'. У результаті одержують розрахункову схему однорідної греблі 3'-4'-5-6-7-8-3' . Знайдену для неї фільтраційну витрату вважають рівною шуканій витраті.

Побудовану для цієї схеми криву депресії A'B'CDзмінюють так: середню її ділянку B'С (що відповідає вертикальному ядру) відкидають, причому прямокутний масив 3'-4'-b'-a' зсовують у право (у місці з приналежною йому ділянкою кривої депресіїA'B') доти, поки грань a'b' цього масиву не співпаде з гранню ab дійсного ядра, а крива депресії A'B' не переміститься в положення AB. Потім уточнюють ділянку ABкривої депресії так само, як і у випадку однорідної греблі. Ділянка кривої депресії, що відноситься до самого ядра звичайно практичного інтересу не має.

Підвалина греблі має коефіцієнт фільтрації, відмінний від коефіцієнта фільтрації гребліk_о¹ k_т .

У цьому випадку приводять заданий профіль греблі до профілю, що характеризується умовою k_о=k_т ,тобто до профілю, що розглянутий раніше. Для цього:

а) заміняють дійсне заглиблення водоупору Т_д приведеним заглибленням:

Т_пр = Т_д*k_о / k_т.

(8.26)

У залежності від співвідношення коефіцієнтів k_оіk_тзначення Т_пр може бути більше або менше Т_д. Відповідно до цого на (рис.Д.8.11) показані (пунктиром) два варіанти висотного положення приведеної поверхні водоупору D'D',користуючись яким надалі ведуть розрахунок;

б)відповідно до другого віртуального способу змінюється коефіцієнт фільтрації ядра (див. рис.Д.8.11)

(8.27)

У результаті цих двох операцій заданий профіль перетворюється в профіль, показаний на (рис.Д.8.9), що розраховують так само як і гребля з ядром при k_о=k_т. При цьому використовують значення Т_пр і k_я.пр. Ядро, що має приведений коефіцієнт фільтрації, вважають таким, що доходить завжди до приведеного водоупору.

8.8. Розрахунок фільтраційної міцності земляної греблі

При оцінці фільтраційної міцності грунтів у тілі греблі і підвалині, необхідно виконання умови

(8.28)

де	J_est,m	-	дійсний середній градіент напору в розрахунковій області фільтрації;
J_cr,m	-	критичний середній градієнт напору, прийнятий по табл. 8.1;
g_n	-	коефіцієнт надійності по відповідальності споруд.

Коефіцієнт надійності по відповідальності споруд визначається в залежності від класу капітальності: для 3-го класу 1,15, а для 4-го - 1,10 [6].

При розрахунку казуальної фільтраційної міцності за формулою (8.28) розглядають окремо тіло греблі і її підвалину (рис.Д.8.12), відділені горизонтальною лінією току АВ.

Таблиця 8.1

Значення градієнтів напору J_cr,m

Грунт	Значення критичних середніх градієнтів напору J_cr,m_,для
Грунт	понура	экрана та ядра	тіла та призми греблі
Глина, глинобетон	15	12	8-2
Суглинок	10	8	4-1,5
Супісь	3	2	2-1
Пісок: середній	-	-	1
мілкий	-	-	0,75

Примітка: для суглинків легких приймають менші значення, для суглинків важких – більші, для середній суглинків – середні.

Розрахунок за формулою (8.28), що може бути названий розрахунком за методом контролюючого градієнту, носить повірочний характер. Маючи попередньо намічений профіль греблі, встановлюють для її тіла і підвалини J_est,mіJ_cr,m та потім перевіряють даний профіль за формулою (8.28).

1. Визначення J_est,m для тіла греблі.