Проектирование и строительство земляных плотин (Кожевников) - страница 49

Для рассматриваемого случая песчаной плотины сцепление С = 0. При принятом угле внутреннего трения φ=20^>0 безопасный угол откоса θ по графику равен 20^>0, в профиле плотины мы приняли этот угол θ = 14^>0, то есть принятый нами откос при m = 4 будет безопасным, что подтверждается и ранее принятыми расчетам.

Для сравнения полученных результатов по предложенной автором методике расчета фильтрации [6] при намыве плотины, произведем расчет фильтрации для эксплуатационного случая аналогичной плотины на водонепроницаемом основании [2, c. 373 — 375].

Расчетная схема приведена на рис. 8.

Определим это смещение: = 4/ (1 +2х4) = 0.44; λ= 0.44;

λ=m/ (1+2m)

λН = 0.44 х 20 = 8.8 м;

Рис.11.13.6. Схема к расчету фильтрации через однородную плотину на непроницаемом основании: Н — напор на плотину -20м; заложение откоса m = 4; ширина плотины на горизонте верхнего бьефа-20 м; а_>0 — высота выхода кривой фильтрации на откос; λН — смещение осей координат; [2].

Высота фильтрации: а_>0 = S_{> 1}/m — [(S_{> 1}/m)^{> 2} — H^{> 2}]^{> 0.5} = 108.8/4 — [(108.8/4)^{> 2} — 20^> 2)]^{> 0.5} = 8.8 м;

Расход фильтрации:

q = k (H^>2 — а_>0^>2) / 2 (λН+s) = 0.036 (20^>2 — 8.8^>2) /2 (8.8 +64.8) = 0.079 м^{> 3}/час;

При фильтрации при намыве плотины мы вычислили расход фильтрации на один откос

q = 0.079 м^>3/час, а на оба откоса q = 0.158 м^>3/час. Из полученных результатов, фильтрационные расходы через один откос равновелики, как при эксплуатации плотины, так и при её намыве. Но высота выхода фильтрационной кривой на откосе несколько различна: при намыве плотины — 10 м, в эксплуатационном случае — 8.8 м. Это укладывается в точность примерных расчетов. Значение величин близкое. До набора водохранилища, по условию не промерзания фильтрата, в плотине необходимо устройство дренажа. В обоих случаях откосы плотины с принятым заложением 1: 4 устойчивы, в том числе на суффозию.

Чтобы убедиться в применимости расчета фильтрации по средней линии потока проведем его для сопоставления с принятым по [2] для эксплуатационного случая.

Схема к расчету — на рис. 8.

Рис.11.13.7. Схема к расчету фильтрации плотины из однородного грунта на водонепроницаемом основании по методу средней линии потока: 1 — верх плотины и горизонта воды в верхнем бьефе: 2 — примерная линия депрессии фильтрации F -N; 3 — средняя линия потока фильтрации C — Д — N, протяженность — L = 100 м; q — расход фильтрации м^>3 /час; Н = 20 м — напор и высота плотины [2].

Как видно из рисунка 8, он повторяет конфигурацию и параметры рис.7, принятого для расчета фильтрации по [2].

Проведем расчет по методу средней линии потока фильтрации, приняв за основу формулу Дарси: q =