Земляная плотина на водонепроницаемом основании

Суть расчета состоит в том, что массив делится на отдельные элементы, или фрагменты, для каждого из которых может быть построена депрессионная кривая и определен фильтрационный расход. Земляная плотина (рис. 4.8) делится на три фрагмента: верховой клин (1), средняя часть (2), низовой клин (3).

Вертикали, разделяющие плотину на части, проведены через точки А (урез соды а верхнем бьефе) и С (точка выхода или «высачивания» кривой депрессии на низовом клине).

Рис.4.8. Расчетная схема для земляной насыпи на

водонепроницаемом основании

Различными авторами /2-5/ предложены различные способы расчета. Наиболее простым с расчетной точки зрения является метод, окончательный вариант которого предложен Р.Р.Чугаевым /3/

Для упрощения расчета действительный трапецеидальный профиль насыпи АbcE (рис.4.9) заменяют условным трапеидальным профилем А’b’cE, имеющим вертикальный «откос» A’b’.

Рис.4.9. Расчетная схема для упрощенного расчета насыпи на

непроницаемом основании

Расстояние должно быть выбрано таким образом, при котором:

а) фильтрационный расход q, отвечающий условному профилю А’b’cE, оказывается примерно равным фильтрационному расходу q, отвечающему действительному профилю насыпи;

б) кривая депрессии для условного профиля на значительном своем протяжении C’C совпадает с кривой депрессии, относящейся к действительному профилю насыпи.

Для определения величины e, при использовании которой выполняются указанные выше условия, предложена формула /3/

(4.19)

Расчетная система уравнений для условного профиля насыпи имеет вид:

(4.20)

(4.21)

Эту систему можно решить относительно двух неизвестных или методом подбора, или графически. При графическом решении задаются несколькими значениями D и вычисляют величины по обоим формулам системы (4.20), по которым строят две кривые . Точка пересечения этих кривых дает искомое значение D. Зная D, находим величину и, наконец, величину фильтрационного расхода q.

Пример расчета

Исходные данные.

Построить кривую депрессии и определить фильтрационный расход через насыпь подхода к мосту, если ее высота 5,5 м; ширина по верху 12 м; заложение откосов 1,5; уровень высоких вод 5 м; уровень воды за насыпью 1м. Насыпь возведена из мелкозернистого песка с коэффициентом фильтрации 0,000005 м/с.

Решение.

Ширина насыпи по низу равна

Определяем величину e по формуле (4.19)

Определяем величину (см. рис.4.9) по формуле (4.21

Подставив все известные величины в систему (4.20), получим

Решение системы будем искать графически. По результатам расчетов значений функций и построен график, приведенный на рис. 4.10.

Рис.4.10. Графики решения системы уравнений

Определяем фильтрационный расход

Кривую депрессии строим от точки С (рис.4.9) по формуле (4.10)

;

Результаты расчетов приведены на рис.4.11.

Рис.4.11. Результаты расчета положения кривой депрессии

5. Использованная литература

1. Железняков Г.В. Гидравлика и гидрология: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1989. 376с.

2. Примеры гидравлических расчетов: Учебное пособие для вузов/ Н. М. Константинов, Н.А.Петров, В.А.Александров и др.; Под ред. Н.М. Константинова. -3-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1987.- 440с.

3. Пособие по гидравлическим расчетам малых искусственных сооружений. Под общ. ред. Г. Я. Волченкова.- М.: Транспорт, 1992. - 408с.

4. Справочник по гидравлике. Под ред. Большакова В.А. - Киев, «Вища школа», 1977.-280с.

5. Чертоусов М.Д. Гидравлика: Специальный курс.-М.:,Л.:Энергоиздат,1957.-680с.

6. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Учебник для вузов.- 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние,1982. 672с.

Приложения

Поиск по сайту: