Гидроузел с грунтовой плотиной
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
в переходные зоны и фильтрационный расход определяются с помощью построения гидродинамической сетки. Она строится графическим способом. Гидродинамическая сетка представлена на рис.3.
Построив сетку, определяем для набора точек выше уровня воды в нижнем бьефе выходные градиенты из ядра в переходные зоны по формулам:
максимальный в данной точке:
направленный перпендикулярно к откосу ядра:
направленный по касательной к откосу ядра:
где b - угол выхода (угол между низовой гранью ядра и касательной к линии тока в месте выхода фильтрационного потока из ядра) - определяется по гидродинамической сетке.
Максимальный выходной градиент, .
1.4.3 Определение фильтрационного расхода
Проведя построения эпюры выходных градиентов (см. рис.3), определим удельный фильтрационный расход по формуле:
Где - площадь эпюры выходных градиентов;
Эпюра имеет криволинейный характер, ее площадь определяем с чертежа.
Площадь эпюры равна:
.
1.5 Подбор зернового состава переходных зон
Переходные зоны защищают грунт ядра от фильтрационных деформаций.
Существуют два расчетных случая:
когда фильтром защищаются противофильтрационный элемент из глинистого грунта.
когда фильтром защищается несвязный грунт.
При подборе зернового состава переходных зон по первому расчетному случаю, подбор ведется по двум условиям:
) противофильтрационное устройство монолитно и опасности образования трещин нет, то есть исходя из условия недопущения контактного выпора в поры фильтра глинистого грунта ядра.
) образование сквозных поперечных трещин в противофильтрационном элементе возможно и, следовательно, расчет и подбор фильтра необходимо производить из условия кольматации пор слоя фильтра частицами глинистого грунта противофильтрационного элемента.
При защите от фильтрационных деформаций песчаного грунта (например, слоев переходных зон), зерновые составы переходных зон подбираются из условия непросыпаемости грунта в поры упорных призм.
Общим требованием к грунту, отсыпаемому в слои переходных зон, является требование однородности
.
1.5.1 Подбор первого слоя фильтра
В данном случае переходными зонами защищаются противофильтрационный элемент из супеси, следовательно, подбор зернового состава этих зон производится по первому расчетному случаю.
). Считаем, что ядро монолитно и опасности возникновения в нем трещин нет. Величина максимально допустимого градиента при контактном выпоре глинистого грунта без крупных включений может быть определена по формуле:
Ср - iепление глинистого грунта на разрыв, определяемое по формуле:
.1 Верхняя огибающая
К3 - коэффициент запаса, в зависимости от класса капитальности сооружения принимается равным от 3 до 5.
- коэффициент пористости, = 0.155.
- диаметр частиц грунта первого слоя переходных зон 90%-ной обеспеченности.
Для первого класса капитальности К3 = 5.
Из величины максимального допустимого градиента можно определить диаметр частиц первого слоя переходных зон:
1.2 Нижняя огибащюая
2). Допускаем образование сквозной трещины в ядре плотины. При этом будет возможен вынос из ядра фильтрационным потоком по трещинам агрегатных частиц ядра. Чтобы не допустить при этом разрушения ядра подберем зерновой состав переходных зон так, чтобы его поры были закольматированы агрегатами глинистых частиц. То есть расчет ведем по условию кольматации первого слоя фильтра агрегатными частицами глинистого грунта.
Экспериментально установлено, что если:
,
то происходит процесс кольматации агрегатами. Зная влажность супеси на пределе текучести , определим по графику на рис. 12.8.(под редакцией Л. Н. Рассказова Гидротехнические сооружения том 1) отношение . Принимая (с запасом) для супеси , находим .
По методике ВОДГЕО, если обратный фильтр защищает связный грунт, некольматируемость фильтра определяется следующим условием:
,
т. е. кольматация фильтра имеет место при ,
где - коэффициент расслоения согласно рис. 2.20. (А. Л. Гольдин, Л. Н. Рассказов Проектирование грунтовых плотин) при определяем .
Тогда диаметр частиц 60% - ой обеспеченности первого слоя фильтра:
Для того, чтобы в процессе отсыпки грунта переходных зон не происходило сегрегации, вводится условие, что коэффициент неоднородности . При таком значении , расслаиванием грунта можно пренебречь.
.
Определив из условия контактного выпора и по условию кольматации, проводим через эти точки линии, характеризующие гранулометрический состав с коэффициентом неоднородности . (кривая 3 на рис.4).
1.5.2 Подбор второго слоя фильтра
Второй слой фильтра подбирается по кривой гранулометрического состава, находящейся левее. Поскольку переходные зоны выполняются из несвязного грунта, то второй слой переходных зон подбирается из условия непросыпаемости грунта переходных зон в поры материала упорных призм.
Из условия (условие непросыпаемости) определим диаметр частиц второго слоя переходных зон.
Верхняя огибающая
.
Нижняя огибающая
Проводим через эти точки линию, характеризующую гранулометрический состав второго слоя, с коэффиц?/p>