Пособие к методике определения критериев безопасности гидротехнических сооружений рд 153-34. 2-21. 342-00” (стр. 9 из 23)

(И.1)

(И.2)

При оценке состояния плотины по положениям кривой депрессии должны быть выдержаны критериальные соотношения для всех пьезометров;

нормальное состояние

P_изм (х_i) ≤ P(x_i) = K1(x_i); (И.3)

потенциально опасное состояние

(И.4)

предаварийное состояние

(И.5)

Для удобства пользования численные значения K1(x_i) и К2(х_i) выражаются в абсолютных отметках пьезометрических уровней соответствующих поверхностей депрессии. Отметки критериальных уровней К1(х_i) и К2(х_i) для каждого пьезометра считываются с поверхностей депрессии для основного и особого сочетаний в точках их пересечения с линиями равных напоров (эквипотенциалями), проходящих через водоприемники контрольных пьезометров. Для этих целей рекомендуется построение фильтрационной гидродинамической сетки (рис. И.2).

Условные обозначения:

1 - критериальная поверхность депрессии при НПУ= 199,0 м;

2 - критериальная поверхность депрессии при ФПУ = 199,90 м

Рис. И.1. Критериальные положения поверхностей депрессии в теле плотины (ПК 7+50)

Рис. И.2. К установлению критериальных значений уровней К1 и K2 в пьезометрах

Приложение К
ФИЛЬТРАЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ТЕЛА ПЛОТИНЫ И ОСНОВАНИЯ

В соответствии со СНиП 2.06.05-84* и СНиП 2.02.02-85 фильтрационная прочность основания оценивается по действующим средним градиентам напора в контролируемых областях фильтрации. Критерием обеспечения местной фильтрационной прочности является условие:

(K.1)

где I_ср.нат , I_доп , I_cr.m - соответственно, натурный, допустимый и критический градиенты

напора в контролируемой области фильтрации;

γ_n - коэффициент надежности по ответственности сооружения.

За критерии К1 фильтрационной прочности грунтов плотины и основания принимаются значения нормативных допустимых для этих грунтов градиентов напора:

(K.2)

По условию исключения достижения действующих в сооружении градиентов напора их критических значений в качестве критерия К2 с некоторым допущением рекомендуется принимать величины, равные 0,9 _{cr m}, т.е.:

K2 = 0,9 I_cr.m. (K.3)

Критериальные неравенства, характеризующие состояние сооружения по показателям фильтрационной прочности, имеют вид:

нормальное состояние

I_ср.нат ≤ I_доп = K1 (K.4)

потенциально опасное состояние

К1 = I_доп <I_ср.нат < 0,9 I_cr.m = К2 (К.5)

предаварийное состояние

I_ср.нат > 0,9 I_cr.m = K2. (K.6)

Натурные значения средних градиентов напора (I_ср.нат) во всех контролируемых областях фильтрации тела и основания плотины вычисляются по показаниям парных пьезометров, расположенных в этих областях последовательно на линиях тока или по гидродинамическим сеткам фильтрации, построенным по пьезометрическим наблюдениям в условиях действия на плотину максимального напора.

Изо всех локальных областей фильтрации тела плотины и основания должны быть выбраны те, в которых грунты менее устойчивы к суффозии и, где градиенты напора имеют (или могут иметь) максимальные значения, В качестве таких областей следует рассматривать:

прослойки неустойчивых к суффозии грунтов в основании;

зоны контактного сопряжения мелкозернистых или связных грунтов с прослойками из крупнозернистого грунта;

области разгрузки фильтрационного потока тела плотины в дренаж;

области разгрузки фильтрационного потока из основания на дневную поверхность,

области высачивания фильтрационного потока на поверхность низового откоса;

зоны сопряжения тела грунтовой плотины с встроенными бетонными сооружениями;

области обтекания фильтрационным потоком «острия» сопрягающих шпунтов и зубьев противофильтрационного контура в основании и др.

С учетом требований СНиП 2.06.05-84*, СНиП 2.02.02-85 и [2] для различных классов плотин и для различных типов грунтов тела плотины и основания в качестве критериев К1 и К2 могут приниматься значения средних градиентов напора, обеспечивающих их фильтрационную прочность.

Приложение Л
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАСХОДЫ

В общем случае при нормальном установившемся режиме работы плотины и основания измеренные фильтрационные расходы во всем диапазоне изменения напора на сооружение должны отвечать условию:

Q_р(Н_i) - ∆Q ≤ Q_нат (H_i) ≤ Q_р + ∆Q, (Л.1)

где Q_нат (Н_i) и Q_p (Н_i) - натурные и расчетные расходы фильтрации при напоре H_i;

∆Q - погрешность измерения расходов в доверительном интервале.

В качестве критерия К1 максимальных фильтрационных расходов через тело плотины и основание принимаются их расчетные значения, отвечающие верхней границе доверительного интервала, полученные при УВБ = НПУ (основное сочетание) при уточненных в процессе эксплуатации значениях коэффициентов фильтрации грунтов (

) и нормативных допустимых средних значениях градиентов напора в области фильтрации для данного вида грунтов I _доп:

(Л.2)

За критерии К2 принимаются максимальные расчетные фильтрационные расходы, отвечающие нижней границе доверительного интервала, полученные при УВБ = ФПУ (особое сочетание) при уточненных в процессе эксплуатации значениях коэффициентов фильтрации грунтов

и градиентах напора, меньших на 10% нормативных критических значений для данного вида грунтов, т.е. равных 0,9 I_{cr m}:

(Л.3)

Критериальные неравенства, ограничивающие фильтрационные расходы, будут иметь вид:

Q_нат (НПУ) ≤K1 = Q_p (НПУ) + ∆Q, (Л.4)

Q_нат (ФПУ) ≤K2 = Q_p (ФПУ) + ∆Q, (Л.5)

В качестве прогнозной модели для фильтрационных расходов рекомендуется использовать приблизительное равенство (стабильность) натурных значений фильтрационных расходов, измеренных при одинаковых напорах H₀, действующих на сооружение в разные годы эксплуатации k_i

Q_нат (k_i H₀) = const. (Л.6)

Для исключения возможных ошибок в оценках состояния плотины по критериям К1 и К2 в неравенствах (Л.4), (Л.5) и равенстве (Л.6) следует использовать для сравнения значения фильтрационных расходов (О_нат), измеренных в условиях отсутствия приточности на водомерные устройства поверхностных вод, не связанных с фильтрацией через плотину и основание (от дождей, снеготаяния, технологических утечек и т. п.).

Приложение М
МУТНОСТЬ ВОДЫ, ПРОФИЛЬТРОВАВШЕЙСЯ ЧЕРЕЗ ТЕЛО ПЛОТИНЫ И ОСНОВАНИЕ

При нормальном фильтрационном режиме (отсутствии суффозионных процессов) мутность профильтровавшейся через плотину и основание воды

не должна превышать мутности воды в водохранилище М_вдх. Мутность - весовое содержание твердых частиц грунта в единице объема воды (мг/л).

Если профильтровавшаяся вода содержит твердых частиц больше, чем вода в водохранилище, имеется основание считать, что в сооружении имеет место процесс механической суффозии. При наличии механической суффозии состояние сооружения классифицируется как потенциально опасное. При увеличении мутности профильтровавшейся воды во времени при постоянном напоре состояние сооружения следует оценивать как предаварийное.

Исходя из этих положений, за критерий К1, задающий границу между нормальным и потенциально опасным состояниями, рекомендуется принимать

K1 = M_вдх. (М.1)

За критерий перехода плотины из потенциально опасного состояния в предаварийное рекомендуется с некоторой степенью условности принимать удвоенную величину мутности воды в водохранилище

К2 = 2 М_вдх. (М.2)

Тогда критериальные соотношения, характеризующие состояние плотины по мутности профильтровавшейся воды, можно представить в виде нормальное (исправное) состояние

(М.3)

потенциально опасное состояние

(М.4)

предаварийное состояние

(М.5)