КП. Задача курсового проекта запроектировать основные сооружения средненапорного гидроузла бетонную водосливную плотину и грунтовую плотину

• Название: Задача курсового проекта запроектировать основные сооружения средненапорного гидроузла бетонную водосливную плотину и грунтовую плотину
• Дата: 23.03.2023
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: Primer_KP_12539524.docx
• Тип: Задача; #1009519
• страница: 6 из 12

4. Конструирование подземного контура и фильтрационные расходы

Задачи фильтрационных расчётов – следующие:

– определение фильтрационного расхода через основание плотины;

– определение эпюры фильтрационного противодавления на бетонную водосливную плотину;

– проверка фильтрационной прочности грунтов в основании водосливной плотины.

Расчёты фильтрации проводим для максимального фильтрационного напора



В нашем случае фильтрационный напор по формуле (4.1) составит

4.1 Выбор схемы подземного контура

Так как основанием плотины являются глинистые грунты, в качестве противофильтрационных элементов принимаем понур. Принимаем железобетонный понур длиной 20 м с покрытием его рулонным материалом и понурным шпунтом длиной 2,5 м, который заходит в глинистый грунт на 0,7 м. В данной схеме устройство шпунтовой завесы не требуется, так как плотина опирается на глину.

Дренаж под плотиной оснащается многослойным обратным фильтром
Схема подземного контура представлена на Рисунке 4.1



Рисунок 4.1 – Схема подземного контура

4.2 Проверка фильтрационной прочности

В соответствии с СП 23.13330.2011 [3] критерием обеспечения общей фильтрационной прочности нескального основания является условие:



где – осреднённый фильтрационный градиент подземного контура,

– расчётное значение осреднённого критического градиента напора.

Осреднённый фильтрационный градиент определяется методом спрямлённой контурной линии по формуле [8, стр.61]



где – фильтрационный напор,

L – длина пути фильтрации вдоль подземного контура.

По схеме подземного контура определяем L=50 (м).

По формуле (4.2) осреднённый фильтрационный градиент

.

В соответствии с СП 23.13330.2011 [3] для глины [8, стр.62] критическое значение фильтрационного напора составляет

Проверим выполнение условия (4.1)

.

Условие выполняется, фильтрационная прочность грунта основания обеспечена.

4.3 Определение фильтрационного противодавления

4.3.1 Определение расчетной глубины зоны фильтрации

Расчетная глубина зоны фильтрации принимается по наименьшему из значений: по активной глубине области фильтрации или по действительной глубине до водоупора .

Так как под плотиной расположен только один грунт, то расчетная глубина зоны фильтрации принимается равной активной глубине области фильтрации.

Определим активную глубину области фильтрации по [5, табл. 3.3] в зависимости от отношения ( – горизонтальная проекция непроницаемой части подземного контура, – вертикальная проекция непроницаемой части подземного контура). При схема подземного контура является распластанной и . Тогда

4.3.2 Расчет фильтрации методом удлиненной спрямлённой контурной линии

В данном методе рассматривается фильтрация только вдоль подземного контура. При этом принимается, что она происходит равномерно, а потери на вход и выход эквивалентны потерям напора на длине .

Потери напора на том участке подземного контура определяются по формуле:



где – длина того участка;

– длина удлиненной спрямлённой линии подземного контура

Порядок расчетов, проводимых графически:

1. На горизонтальной прямой отложить длины участков подземного контура последовательно от верхнего бьефа к нижнему

2. Справа и слева отложить отрезки длиной , получив виртуальную длину подземного контура



3. В точке входа фильтрационного потока вертикально отложить фильтрационный напор и соединить его с точкой выхода потока. Получив эпюру фильтрационного давления, необходимо подправить ее на начальном и конечном участках, исключая из рассмотрения участки длиной .

4. Графически по эпюре определить напоры фильтрационного потока в любой точке подземного контура

Схема расчета представлена на Рисунке 4.2.


Рисунок 4.2 – Схема к расчету подземного контура методом удлиненной контурной линии

4.4 Определение фильтрационного расхода

При распластанной схеме подземного контура фильтрационный расход приближенно определяется, как расход в трубе, ограниченной сверху подземным контуром плотины, а снизу – водоупором:



где – коэффициент фильтрации грунта основания;

– длина удлиненной линии подземного контура;

– глубина активной зоны фильтрации, равная.

Коэффициент фильтрации для грунта основания равен .

Длина удлиненной линии подземного контура равна .

Глубина активной зоны фильтрации принимается удвоенной глубине активной зоны фильтрации.





Удельный фильтрационный расход по формуле (4.3) составляет



Полный фильтрационный расход :





Сравнив полученный фильтрационный расход с минимальным расходом через гидроузел, получаем, что:



Дополнительные противофильтрационные мероприятия принимать не требуется.