КП. Задача курсового проекта запроектировать основные сооружения средненапорного гидроузла бетонную водосливную плотину и грунтовую плотину
 Скачать 0.6 Mb.
|
6.2 Расчет фильтрации через тело однородной земляной плотиныОсновными задачами расчёта фильтрации через грунтовую плотину являются: 1) определение максимально высокого положения депрессионной кривой в плотине, а особенно положения точки высачивания, 2) определение величины фильтрационного расхода через плотину. Для решения этих двух задач рассматривают разные расчётные случаи. При расчёте положения кривой депрессии за расчётный принимается случай прохождения через гидроузел расчётного паводка, когда уровни бьефов максимальны (в ВБ – НПУ). При определении потерь воды из водохранилища за счёт фильтрации, как правило, рассматривается случай с максимальным напором на плотину: УВБ находится на отметке НПУ, а УНБ соответствует минимальному расходу в НБ. В нашем случае основной задачей расчёта фильтрации через однородную плотину является определение максимально высокого положения депрессионной кривой, поэтому рассматривается случай с максимальным уровнем нижнего бьефа. Расчёт фильтрации выполняем гидравлическим методом. Методика расчёта фильтрации гидравлическим методом основана на уравнении Дюпюи [11]:  Где q – удельный фильтрационный расход,  – коэффициент фильтрации грунта, – расчётная длина пути фильтрации, – глубина верхнего бьефа, – глубина потока при выходе в нижний бьеф.Глубина верхнего бьефа при НПУ составляет  , а глубина нижнего бьефа составляет  . По чертежу горизонтальное расстояние между урезом воды в верхнем и в нижнем бьефов составляет  Верховой клин заменяется на прямоугольный участок эквивалентной ширины. Ширина прямоугольного участка, на который заменяется верховой клин можно определить по формуле [11]  Где λ – параметр, который вычисляется через заложение верхового откоса  При заложении верхового откоса, равном 3, по формуле (6.10) получаем  . Тогда ширина прямоугольного участка по формуле (6.9): .Расчетная длина пути фильтрации в первом приближении равна:  По формуле (6.11)  Определяем отношение по формуле (6.9):  Определим высоту высачивания депрессионной кривой на низовом откосе. Высота высачивания кривой депрессии на низовой откос определяется по формуле [11]:  где  – глубина нижнего бьефа относительно дна,а – параметр,  – функция заложения низового откоса.Для этого необходимо определить следующую величину  При заложении низового откоса, равном 3, по формуле (6.13) получаем  Параметр a вычисляется по формуле [11]:  По формуле (6.14)  По формуле (6.13) высота высачивания  Глубина потока в точке высачивания на низовом откосе:  По формуле (6.15) полная глубина потока при выходе в нижний бьеф  Наличие в профиле низового клина при расчёте учитывать не будем. Тогда с учётом полученной высоты высачивания расчётная длина пути фильтрации составит  По формуле (6.16) расчётная длина пути фильтрации во втором приближении  С учётом изменений по формуле (6.9) уточняем во втором приближении  Т.к. это значение не совпадает с предыдущим, то необходимо произвести уточнение. Дальнейшие расчёты проводим последовательными приближениями, результаты которых представлены в табличной форме (таблица 6.1). Видим, что в третьем – четвёртом приближении получаем достаточно точные значение Таблица 6.1.
Окончательно принимаем высоту высачивания  .Построение кривой депрессии ведём по формуле (6.17), которая позволяет определить глубину фильтрационного потока в любом вертикальном сечении [11]:  где x – координата от оси y. Для построения кривой депрессии задаемся значениями х от 0 до  Расчет кривой депрессии ведём в табличной форме (таблица (6.2)): Таблица 6.2. К расчёту положения депрессионной кривой
При  и коэффициенте фильтрации грунта плотины  м/с получаем удельный фильтрационный расход равным .Определим общий фильтрационный расход, для всей длины плотины  .Фильтрационный расход через тело плотины мал, можно считать, что выполнение противофильтрационного элемента в плотине не является обязательным. |
