2015-01-21
533
Цель работы. Получение навыка экспериментального определения фильтрационных характеристик и сравнение их с вычисленными теоретическими значениями.
Краткие теоретические сведения
Фильтрация воды через тело земляной плотины происходит щза счет разницы напоров в верхнем и нижнем бьефах сооружения. Фильтрацию через тело плотины необходимо учитывать с целью определения потерь полезных попусков в водохранилище и обеспечения общей устойчивости плотины.
С помощью фильтрационных расчетов определяют:
- Верхнюю границу фильтрационного потока (положение депрессионной кривой);
- градиенты напора и скорости фильтрации;
- фильтрационные расходы (удельные и общие).
Дренаж устанавливается для предотвращения выхода фильтрационного потока на откос плотины. Для обеспечения нормального выхода воды в нижний бьеф без фильтрационных деформаций грунта.
Различают следующие методы фильтрационных расчетов плотины: экспериментальные, гидромеханические, гидравлические. Гидравлические методы наиболее распространены.
При фильтрационных расчетах приняты следующие упрощения:
- Фильтрация рассматривается в условиях плоской задачи;
- положение депрессионной кривой зависит только от геометрического профиля плотины и не зависит от качественной характеристики грунта, грунт считается абсолютно однородным;
- водоупорное основание плотины теоретически водонепроницаемо.
Теоретическое положение депрессионной кривой определяется по уравнению:
,
где y, х — ордината и абсцисса депрессионной кривой в рассматриваемой точке, Н и h0 — глубина воды при расчетных уровнях в верхнем (ВБ) и нижнем (НБ) бьефах.
,
где L — расстояние от раздельного сечения до оси ординат; L1 — расстояние от раздельного сечения до точки пересечения внутреннего откоса дренажа с уровнем воды в нижнем бьефе (принимается графически); l — расстояние от точки пересечения внутреннего откоса дренажа до оси ординат.
Раздельное сечение А-А принимается на вертикали, проходящей через точку на верховом откосе плотины; заглубленную от расчетного уровня воды в верхнем бьефе на величину:
,
,
где m1 — заложение верхового откоса плотины.
Удельный расход фильтрации определяется по формуле:
,
где qф – теоретический удельный расход фильтрации, КФ – коэффициент фильтрации грунта плотины.
Скорость фильтрации определяется из уравнения Дарси:
где Vт – теоретическая скорость фильтрации;
где Iт – градиент фильтрационного потока, 
- разность уровней фильтрационной кривой на рассматриваемом участке; 
- длина проекции депрессионной кривой на рассматриваемом
