Обратные фильтры - раздел Домостроительство, Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов Увеличение Градиентов И Скоростей Фильтрации В Случае Устройства Дренажа Усил...
Увеличение градиентов и скоростей фильтрации в случае устройства дренажа усиливает опасность суффозии грунта. Защитным мероприятием против последней являются обратные фильтры, которые играют вообще очень важную роль в гидротехнических сооружениях, подверженных фильтрации.
Рисунок 35 - Схемы обратных фильтров
Обратный фильтр устраивается обычно из нескольких слоев несвязных грунтов различной крупности, уложенных нормально направлению фильтрационных токов и в порядке возрастания крупности частиц по ходу фильтрации (рисунок 35). Такое расположение слоев при правильном подборе их состава препятствует суффозии грунта даже при весьма значительных градиентах фильтрации J в опытах до 7-20 и более. Поэтому обратные фильтры следует укладывать при выходе фильтрационных вод в дренажи, в нижний бьеф и в наброску камня, гальки, и т. п.
Фильтр должен удовлетворять следующим условиям:
- частицы одного слоя его не должны проходить через поры другого, более крупного;
- не должно происходить перемещения частиц внутри каждого слоя;
- частицы защищаемого грунта не должны выноситься через фильтр, за исключением мельчайших, вынос которых считается допустимым;
- фильтр не должен заиляться.
Легче всего удовлетворить эти требования, устраивая слои фильтра из однородного грунта, специально подобранного или отсеянного. В таком случае надо только обеспечить непроходимость частиц диаметром d одного слоя через поры следующего слоя с частицами размером D, для чего нужно, чтобы
Здесь цифра 7 характеризует геометрическую непроходимость шаров диаметром d через поры между шарами диаметром D, цифра 20 - то же для реальных частиц песка и гравия при фильтрации воды в них (максимальное значение).
Но так как такой фильтр из отсеянного грунта был бы очень дорог, то практически фильтр подбирают из грунтов лишь относительно однородных. Для устройства обратных фильтров используют песчаные, гравелистые и щебенистые материалы с коэффициентом неоднородности т] = D60/D/o ^ 10.
При подборе состава обратных фильтров при нисходящем фильтрационном потоке можно воспользоваться графиком В. С. Истоминой (рисунок 36).
В соответствии с этим графиком пригодность материала для первого слоя фильтра определяется соотношением его коэффициента неоднородности Jl=d6o/dw и отношения D50, d50(размеры соответственно: d50для предыдущего слоя, D50для последующего слоя).
Однако в таких грунтах количество мелких, легко вымываемых фракций с d меньше 0,1 мм не должно превышать 5%, вымыв такого количества мелких фракций не нарушает структуры остающегося грунта. Для уменьшения процента фракций d<0, мм может быть применен отсев и промывка песка.
Обратный фильтр состоит из отдельных слоев грунта. Крупность частиц, образующих слои фильтра, возрастает по направлению течения грунтовой воды.
Число слоев фильтра обычно принимают 2-3 слоя. Толщина отдельных слоев при ручной укладке слоя 5 > 10 см, при механизированной 5> 20 см, при отсыпке в воду д> 50-75 см.
Рисунок 36 - Графики для подбора состава обратных фильтров дренажей в песчаных грунтах: а - в восходящем потоке; б - в нисходящем потоке при толщине фильтра 1 м и 20 мм; в - в нисходящем потоке при 20 см для гравия и гальки; г - то же для щебня.
Ниже кривых - область допустимых характеристик
Если точка, отвечающая некоторым значениям η и располагается на графике ниже соответствующей прямой, то фильтр считается пригодным.
Кроме того, необходимо, чтобы kф первого слоя фильтра не менее чем в 4 раза превышал kф защищаемого материала, т.е.
Это условие выполняется, если Dl0/ d10 > 2÷3.
ПРИМЕР
Определить среднюю крупность и число слоев обратного фильтра однородной земляной плотины со средней крупностью частиц d50= 0,015 мм.
Имеется крупнопесчаногравелистый грунт η= 8 и DI50= 0,3 мм. По
графику (рисунок 36) определяем, что этот грунт (D50/ d50=0.3/0.015=20) может быть использован для фильтра.
Второй слой из грунта с коэффициентом неоднородности η≤10. Для η=10и DI50/DII50>18 определяемDII50 =18∙0.3=5.4 мм.
Третий слой необходим в связи с тем, что имеется дренаж из камня крупностью Dд=8 см. При коэффициенте неоднородности η=З требуется слой фильтра (рисунок 37).
DII50/DI50 > 10, т.е. DIII50> 5,4 мм
Рисунок 37 - Схема устройства обратного фильтра
Во всех случаях применения дренажа основания плотин на нескальных грунтах должны быть уложены обратные фильтры под дренажными отверстиями (рисунок 35); самые отверстия в бетоне закладываются на некоторую высоту слоями щебня и камня тоже в порядке возрастающей крупности по ходу фильтрации во избежание выпора фильтра в отверстие или вымыва его при больших скоростях надземного потока.
Толщина слоев фильтра бывает от 20 до 50 см; меньшие значения - для слоев фильтра из подобранного однородного материала, большие - для менее однородных смесей; производственные соображения (условия укладки) могут заставить иногда еще более утолстить слои фильтра. Число слоев фильтра обычно три, реже - два. Фильтры обладают иногда свойством заиляться, или «забиваться» мельчайшими коллоидными частицами и отложениями солей, образующими как бы водонепроницаемую пленку между грунтом и первым слоем фильтра. В песчаных грунтах этот процесс маловероятен и не опасен, если слои фильтра правильно подобраны (хотя и в них возможно частичное заиление фильтра), но в глинистых грунтах такая пленка может иногда совершенно закупорить фильтр. Возобновление работы последнего может последовать только после уничтожения пленки, что может быть сделано разборкой фильтра и удалением пленки, заменой материала фильтра или промывкой фильтра обратным током воды под напором. Так как практически еще не найдено целесообразной конструкции, обеспечивающей смену материала фильтра или промывку его, то приходится в ответственных случаях считаться с возможностью полной или частичной забивки фильтра и дренажа и увеличения фильтрационного давления почти до полного, которое имело бы место при отсутствии дренажа.
Возобновляемые и нетрадиционные источники энергии а особенно малая гидроэнергетика за последние десятилетия заняли устойчивое положение в качестве... Строительство гидроузлов комплексного назначения ведется в самых различных... Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов В промышленно развитых районах в...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Обратные фильтры
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Виды водоподпорных сооружений
Водоподпорным называется сооружение, удерживающее с одной своей стороны воду на более высоком уровне, чем с другой.
Часть водоема, реки или канала по ту сторону водоподпорного сооружения,
Назначение гидроузлов
Комплексы гидротехнических сооружений, в которых создается подпор воды, называются подпорными или напорными гидроузлами.
В соответствии с водохозяйственными целями, для которых напорные уз
Состав сооружений в гидроузлах
В состав гидроузла входят постоянные и временные сооружения.
Постоянные сооруженияделятся на основные, вспомогательные и прочие.
Основные сооружения обеспе
Деление плотин по условиям пропуска ими воды
Вода из верхнего бьефа может выпускаться в нижний или через плотину или через другие сооружения гидроузла.
Плотины, не допускающие пропуска через них воды, называются глухими, а допускающ
Действие плотины (узла) на верхний и нижний бьефы
Водоподпорное сооружение, возведенное в реке, создает подъем уровня воды в верхнем бьефе, что влечет за собой ряд последствий: уменьшение скоростей течения, отложение наносов, подъем уровня грунто
Фильтрация воды под сооружениями
Основание плотины - различные горные породы - обычно в той или иной мере проницаемо для воды. Как известно, наиболее проницаемы для воды грунты галечные, гравелистые, затем песчаные, супесчаные, ме
Типы земляных плотин
Поперечное сечение земляной плотины представляет собой обычно трапецию (рисунок 6) или близкую к ней фигуру с ломаным очертанием боковых сторон, называемых откосами. В зависимости от применяемых д
Деление земляных плотин по способам их возведения
По способам постройки плотины делятся на следующие типы:
а) плотины насыпные, возводимые путем сухой отсыпки грунта и после дующего его уплотнения (укатки);
б) плотины намывн
Условия работы земляной плотины
Материал тела земляной плотины, вообще говоря, всегда в той или иной мере проницаем для воды. Поэтому в теле плотины создается поток воды, фильтрующейся из верхнего бьефа в нижний.
Дренаж плотин
В целях уменьшения водонасыщенной зоны в плотинах и повышения устойчивости откосов, получения более обжатых и экономичных профилей плотин применяется дренаж плотин, т.е. введение в тело плотин зо
Общие требования к материалам для земляных плотин
Основными качествами, которыми должен обладать грунт для тела однородной земляной плотины, являются водонепроницаемость, прочность, характеризуемая в основном внутренним трением и сцеплением, и в
Гранулометрический состав грунта
Основной характеристикой грунта, по которой можно судить о его важнейших свойствах, является гранулометрический состав.
Насыпные плотины. Наилучшим грунтом для однородной, земляной плоти
Водоустойчивость и примеси
Грунты, укладываемые в частях плотины, насыщаемых водой, должны обладать водоустойчивостью, т.е. не должны разжижаться и растворяться в воде; водорастворимых примесей допускается не более 3%. Одна
Для проектирования
Основные характеристики грунтов тела плотины, которые необходимо определять и использовать при проектировании:
- гранулометрический состав;
- объемный и удельный веса;
-
Общие положения
Земляная плотина, правильно сконструированная и построенная, должна удовлетворять следующим условиям:
• плотина и ее основание должны быть устойчивы при всех возможных условиях их работы;
Назначение основных размеров профиля плотины
Форма профиля плотины - обычно неравнобокая трапеция, стороны которой, т.е. откосы, прямолинейны или представляют собой ломаные линии, уполаживающиеся книзу (рисунок 13).
Уклоны и форма о
Отметка гребня плотины
Отметку гребня плотины в соответствии со СНиП 2.06.04-82 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)» следует назначать на основе расчета возвышения его на
Конструкции гребня и крепления откосов
Гребень плотины укрепляют одеждой в соответствии с типом устраиваемой на нем дороги (шоссе, мостовая, асфальтированная), он имеет обочины для пешеходного движения. С напорной стороны устраивают па
УСТРОЙСТВА, РЕГУЛИРУЮЩИЕ ФИЛЬТРАЦИЮ В ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИНАХ
Наиболее часто применяемыми противофильтрационными устройствами в теле плотины являются экраны, понуры и ядра, диафрагмы. Противофильтра-ционные устройства выполняются из суглинков, супесей, глин и
Экраны и понуры
Пластичные экраны и понуры устраивают из глины, глинобетона, суглинка, торфа и асфальта. Материал и толщина экрана должны удовлетворять тем же требованиям, которые предъявляются и к материалам пон
Ядра и диафрагмы
Ядра, устраиваемые из пластичного материала, представляют собой одно из самых распространенных водонепроницаемых устройств в земляных плотинах. Материалом для ядра могут служить глина, суглинок, г
Дренаж земляных плотин
Дренаж земляных плотин является чрезвычайно важным и в большинстве случаев обязательным мероприятием и применяется в следующих видах: а) дренаж тела плотины; б) дренаж основания; в) дренаж откосов.
Противофильтрационные устройства в основании плотины
Конструкция противофильтрационных устройств в основании плотины зависит от характеристики проницаемых грунтов.
1. Мощность проницаемых (коэффициент фильтрации грунтов основания ко б
Сопряжение упорных призм грунтовых плотин с основанием
Возводить упорные призмы из значительно более прочного (со значениями φ и C) материала, чем основание, не всегда целесообразно, идти на это следует только при отсутствии менее прочного и боле
УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН
На земляную плотину действуют следующие силы: гидростатическое давление воды, вес плотины и различные второстепенные нагрузки, как давление льда, волн и пр.
Минимально возможный профиль з
Устойчивость земляных откосов
Вопрос об устойчивости земляных откосов изучался многими исследователями. Накоплен большой материал по изучению аварий откосов.
В настоящее время можно считать, что в насыпях из сыпучих (
Расчет устойчивости земляных откосов
Как правило, откосы земляной плотины не являются однородными по составу; даже в плотине из однородного грунта часть последнего, лежащая ниже кривой депрессии, имеет иные физические свойства, чем в
Метод определения коэффициента устойчивости откоса
После выбора начальной точки центра кривой скольжения принимается один из методов расчета коэффициента устойчивости.
Метод ВОДГЕО. В пределах кривой скольжения откос и основание плоти
Расчет устойчивости экрана и защитного слоя
Расчет устойчивости экрана рассматривают для 1 м длины плотины, он сводится к определению коэффициента запаса на устойчивость экрана.
Возможность пропуска воды набросными плотинами
Каменнонабросные плотины строятся, как правило, глухими, недпускающими перелива воды через гребень; водосборные устройства в теле плотины так же нежелателmы, как и земляных плотинах. Плотины неболь
К камню для наброски в плотины
Как всякие материал в плотиностроении, камень в данном случае должен обладать достаточной прочностью, водоустойчивостью и стойкостью против
выветривания (морозоупорностью).
Прочно
Размеры и форма камня
Кроме приведенных общих характеристик для набросных плотин важны еще размеры и форма камня, получаемого в карьере. Эти оба свойства влияют на пористость или, как говорят, пустотность наброски, вели
Породы камня, пригодные для наброски и сухой кладки
Исходя из требований, изложенных выше, можно считать вполне пригодными для набросных плотин:
а) изверженные породы - гранит, сиенигг, габбро, диоригг, порфир, пор фирит (если нет сле
Виды наброски камня
Наброска камня выполняется обычно путем сбрасывания камня с эстакад; высота сбрасывания колеблется от 6-8 до 25-45 м. Допустимая по прочности породы высота сбрасывания камня устанавливается опыто
Противофильтрационные устройства
Экран каменнонабросной плотины должен быть водонепроницаемым, прочным и гибкими. По виду используемого материала экраны разделяются на грунтовые (до 300 и более м), бетонные и железобетонные (до 10
Фильтрационные расчеты
Фильтрационные расчеты выполняются аналогично таким расчетам земляных плотин.
Для плотин с относительно узким ядром (bян1/Нпл<0,5) и Кфл = К
Основания плотин и их устойчивость
Плотины набросные и из сухой кладки вообще менее требовательны к основаниям, чем массивные гравитационные, но более требовательны, чем земляные. Для набросных плотин пригодны все виды оснований, а
Расчет обратных фильтров, дренажей и переходных зон
При расчете надлежит устанавливать зерновой состав, количество слоев из природных фильтровых материалов.
При проектировании обратных фильтров, дренажей и переходных зон допускаемый коэффиц
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
располагается на графике ниже соответствующей прямой, то фильтр считается пригодным.
Это условие выполняется, если Dl0/ d10 > 2÷3.
Новости и инфо для студентов