Проектирование и строительство земляных плотин (Кожевников) - страница 48
J = Н / (mH +b) = 20/ (4 х 20 +10) = 0.22;
q = kbJ =0.036 х 10 х 0.22 = 0.079 м >3/час на 1 м длины плотины;
Суммарный расход фильтрации Q = 2q = 0.158 м >3 /час на 1 м длины плотины,
На 1 км — 158 м>3/час или 158/3600 = 0.044 м>3/c
Фиктивная скорость фильтрации в откосе составит: V = q/b: sin14>0 = 0.079/10:0.242 =
0.002 м/час или 5 х 10> —5 см/c;
Действительная скорость фильтр. V>д = 5 х 10> —5 /0.35 = 1.4 х 10> — 4 см/c;
Будет ли при этой скорости вымывание из тела плотины мелких частиц грунта?
Это зависит от состава грунта плотины и градиента скорости. Такая методика существует, но она сложна в вычислениях [2]. Воспользуемся графиком В. С. Истоминой, приведенной в [2]. По принятому нами грунту песчаной плотины Цимлянской ГЭС [3] коэффициент неоднородности грунта ŋ = d>60 /d> 10 не выходит за значения 2 — 4. При градиенте J = 0.22 по графику Истоминой [2] наш случай находится в зоне безопасных градиентов.
По другой методике, приведенной в [4], расчет устойчивости откоса на оплывание в месте выхода фильтрационного потока на поверхность зависит от зависимости: tg θ≥ 0.5 tg φ, где θ угол откоса, в нашем случае θ = 14>0, а tg 14>0 = 0.25. Угол внутреннего трения φ может быть определен по таб. 2 [4]. Для влажного песка φ =20 >0, а tg 20>0 = 0.36. Тогда: 0.25 ≥ 0.18; Из этого следует, что откос 1: 4 устойчив от оплывания.
Рис.11.13.4. Минимальные (безопасные) градиенты, при которых отсутствует суффозия в несвязанных грунтах в зависимости от неоднородности грунтов [2].
(По В. С. Истоминой) [2]
Следующим этапом проверки откоса на устойчивость выполняется по методу К. Терцаги по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения. Этот способ давно применяют в расчетах устойчивости откоса, он описан во многих литературных источниках [5,4,3], и приводить в статье не целесообразно. Вычисления вручную занимают много времени, но сегодня существуют программы для ЭВМ. В расчете при намыве плотины не следует забывать, что грунт плотины целиком насыщен водой, и это обстоятельство, снижающее устойчивость откоса, непременно нужно учитывать.
Рядом авторов и институтом Водгео на базе проверки откоса на устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения определены значения углов прямолинейных откосов для однородных грунтов, в зависимости от характеристик грунтов [2]. Данные эти приведены на графике рис. 6. Зная объемный вес грунта γ >1, угол внутреннего трения грунта φ, сцепление с и высоту откоса h, можно определить угол безопасного откоса [Гришин, стр. 387].
Рис.11.13.5. График для расчета устойчивости откоса [2].