Расчетные схемы и способы расчета

В расчетах используется гипотеза академика Н.Н.Павловского о независимости фильтрации в теле плотины и ее основании: Q = q_тела + q_осн.

При использовании гипотезы делается ряд допущений:

¾ рассматривается плоская схема фильтрации;

¾ водоупор принимается плоским, горизонтальным и абсолютно водонепроницаемым;

¾ грунт тела плотины и основания считается однородным и изотропным;

¾ слой воды в нижнем бьефе считается равным нулю;

¾ положение кривой депрессии не зависит от вида и фильтрационных свойств грунта тела плотины. Определяется оно положением уровней воды в бьефах и геометрическими размерами тела плотины.

Осуществляем выбор расчетной схемы. Для этого проводим ряд операций:

¾ разбиваем продольный профиль плотины на 3 части: одну русловую и две пойменные;

¾ в каждой из частей проводим сечение. Сечение I проводится в самой глубокой точки русловой части. В каждом сечении должен быть уровень воды в верхнем бьефе;

¾ составляем расчетную схему.

При расчете рассматриваем наполнение водохранилища до НПУ.

 

Депрессионная поверхность фильтрационного потока

Координаты кривой депрессии рассчитываются по формуле:

(18)

 

Для расчета координат депрессионной кривой необходимо иметь следующие исходные данные:

Сечение I-I

¾ высота плотины в сечении:

 

Н_пл = ÑГП – ÑДна = 221,2–108,0 =13,2 м;

 

¾ глубина воды в верхнем бьефе:

 

Н₁ = ÑНПУ – ÑДна = 218,1– 208,0 = 10,1 м;

 

d = H_пл – H₁ = 13,2 – 10,1 = 3,1 м;

¾ горизонтальная проекция депрессионной кривой:

 

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 13,2∙2 – 7,18 = 38,52 м;

 

L_р = ∆l + L = 4,34 + 38,52 = 42,86 м,

 

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙10,1 = 4,34 м,

где ;

¾ коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут;

¾ координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

 

x	4,34	5	10	15	20	25	30	35	40	42,86
y	9,57	9,49	8,83	8,13	7,35	6,48	5,48	4,24	2,45	0

 

Сечение II-II

¾ высота плотины в сечении:

 

Н_пл = ÑГП – ÑДна = 221,2 – 215,2 = 6 м;

 

¾ глубина воды в верхнем бьефе:

 

Н₁ = ÑНПУ – ÑДна = 218,1– 215,2 = 2,9 м;

 

d = H_пл – H₁ = 6 – 2,9 = 3,1 м;

¾ горизонтальная проекция депрессионной кривой:

 

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 6∙2 – 9,5 = 21,8 м;

 

L_р = ∆l + L = 1,25 + 21,8 = 23,05 м,

 

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙2,9 = 1,25 м,

где ;

¾ коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут.

¾ координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

 

x	1,25	5	10	15	20	21,8
y	2,85	2,57	2,19	1,74	1,10	0

 

Сечение III-III

¾ высота плотины в сечении:

 

Н_пл = ÑГП – ÑДна = 221,2 – 216,9 = 4,3 м;

 

¾ глубина воды в верхнем бьефе:

 

Н₁ = ÑНПУ – ÑДна = 218,1– 216,9 = 1,2 м;

 

d = H_пл – H₁ = 4,3 – 1,2 = 3,1 м;

¾ горизонтальная проекция депрессионной кривой:

 

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 4,3∙2 – 9,5 = 18,4 м;

 

L_р = ∆l + L = 0,52 + 18,4 = 18,92 м,

 

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙1,2 = 0,52 м,

где ;

¾ коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут.

¾ координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

 

x	0,52	1	5	10	15	18,4
y	1,18	1,17	1,02	0,80	0,49	0

 

Фильтрационный расход

Фильтрационный расход складывается из удельных фильтрационных расходов тела плотины (q_тi) и ее основания (q_оi):

 

q_i = q_тi + q_оi, м²/сут (19)

 

Удельный фильтрационный расход основания плотины находится по формуле:

 м²/сут, (20)

 

где K₀ – осредненный коэффициент фильтрации грунтов основания, м/сут;

Т – толщина водопроницаемого слоя основания, м;

B_пл – ширина плотины в сечении по основанию, м;

n – поправочный коэффициент, зависящий от ширины плотины в сечении и от толщины водопроницаемого слоя;

Сечение I-I:

Т = 2,05 м, n = 1,15;

 

, ;

 

;

 

Удельный расход через основание плотины в данном сечении:  м²/сут;

 

q₁ = q_т1 + q_о1 = 0,0012 + 0,0003 = 0,0015 м²/сут.

 

Сечение II-II:

Т₁ = 1,2 м, Т₂ = 7,8 м, n = 1,23;

 

,

 

;

 

;

 

Удельный расход через основание плотины в данном сечении:  м²/сут;

 

q₂ = q_т2 + q_о2 = 0,00018 + 0,02 = 0,02 м²/сут.

 

Сечение III-III:

Т = 9,8 м, n = 1,3;

 

,

 

;

 

;

Удельный расход через основание плотины в данном сечении:  м²/сут;

 

q₃ = q_т3 + q_о3 = 0,00004 + 0,0001 = 0,00014 м²/сут.

 

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: