Проектирование и строительство земляных плотин. Николай Николаевич Кожевников

ЭГДА можно ознакомиться в специальной литературе по гидротехнике.

      Для ознакомления с фильтрационной сеткой приводим рис. 5.2. с построенными линиями тока и эквипотенциалями для плотины на водоупорном основании

      [2].

      Рис. 5.2.1. Фильтрационная сетка в однородной плотине на водоупорном основании: 1 – депрессионная кривая; 2 – вертикальные линии равного давления или эквипотенциали; 3 – линии тока или течения фильтрационных вод.

      При ручном способе построения сетки величина напора делится на n частей и линии эквипотенциалей на пересечениях с соответствующими горизонтальными линиями деления напора Н дают точки кривой депрессии, разделяющую линию течения воды фильтрации и сухой части плотины.

      В сокращенном курсе, каким является настоящая работа, целесообразно использовать для расчета земляных плотин на фильтрацию более простые уравнения, не требующие для решения сложных методов [7].

      Рассмотрим вначале упрощенный расчет однородной плотины на непроницаемом основании – наиболее тяжелый случай для устойчивости низового откоса плотины, изображенный на рис. 5.2.2.

      Рис. 5.2.2.Расчетная схема фильтрации однородной не дренированной плотины на непроницаемом основании [7].

      Острый клин верхового откоса плотины принимает очень малое участие в фильтрации. Поэтому эта часть верхового откоса из рассмотрения выбрасывается и заменяется условной трапецией 0NAB. В компенсацию этого допущения положение раздельной линии 0N определяется значением ε, принимаемым от 0.3 до 0.4 (чем круче откос верхового клина, тем меньше ε). Линия депрессии и расход фильтрации в условиях трапеции будут близкими к действительности.

      Тогда 0N = H – εH; А отрезок от 0 координат до сопряжения откоса m₁ с основанием в точке С, будет равен: L₁ = (H – εH) m₁;

      Вычислим L: L = H₁m₁ + В + H₁m₂ – L₁;

      Согласно Л.7. Высота выклинивания линии депрессии на низовом откосе будет:

      h₁ = L/m₂ + h₀ – [L²/m₂² – (H – h₀) ²] ^0.5. При отсутствии воды в нижнем бьефе h₀ = 0.

      Фильтрационный расход на 1 м длины плотины:

      q₁ = k (H² – h₁²) / [2 (L – m₂h₁)]

      Ординаты депрессионной кривой находятся из уравнения y = [H² – (2q/k) x] ^0.5

      Приведем пример №1 расчета параметров фильтрации для заданных размеров плотины и напора: Напор Н = 20 м; Ширина по гребню плотины В = 10 м; Высота плотины Н₁=22 м;

      Заложение откосов m₁= m₂ = 4; Коэффициент смещения координат ε = 0.4; Коэффициент фильтрации k = 0.036 м /час (как средний в песчаной однородной плотине Цимлянской ГЭС); Глубина воды в нижнем бьефе h₀ = 0;

      Тогда: L₁ = (H – εH) m₁ = (20 – 0.4 x 20) х 4 = 48 м; :

      L = H₁m₁ + В + H₁m₂ – L₁ = 22 х 4 +10 +22 х 4 – 48 = 138 м;

      Высота выклинивания линии депрессии на низовом откосе h₁ будет при h₀ = 0;

      h₁ = L/m₂ – [L²/m₂² – H ²] ^0.5 = 138/4 – (132²/4² –