Условия работы земляной плотины - раздел Домостроительство, Возросший интерес к малой гидроэнергетике в настоящее время связан с рядом факторов Материал Тела Земляной Плотины, Вообще Говоря, Всегда В Той Или Иной Мере Про...
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.
Рисунок 8 - Схема фильтрации и насыщения плотины водой
Свободная поверхность этого фильтрационного потока (рисунок 8), постепенно понижающаяся к нижнему бьефу, называется поверхностью насыщения, или депрессионной поверхностью, а линия пересечения ее с вертикальной плоскостью, проводимой поперек оси плотины, называется линией насыщения или депрессии, или депрессионной линией.
Ниже депрессионной поверхности (линии) грунт плотины насыщен водой, взвешивается ею; выше депрессионной линии находится зона капиллярного поднятия воды, высота которой зависит от свойства капиллярности грунта: в песчаных грунтах она достигает 5-15 см, в суглинистых и глинистых - 0,5-1,5 м и более.
Выше капиллярной зоны грунт обладает небольшой влажностью, так называемой естественной влажностью, зависящей от климатических условий (влажность воздуха, количество осадков, температура и пр.) и состава самого грунта.
Границы описанных зон изменяют свое положение в зависимости от колебаний горизонта воды в верхнем и нижнем бьефах.
Например, при сработке водохранилища линия депрессии АВ или ABC (рисунок 8) понижается до линии А1В1 или А1В1С1. Положение депрессионной линии зависит также от высоты уровня нижнего бьефа, а при проницаемом основании и отсутствии воды в нижнем бьефе - и от уровня грунтовых вод (рисунок 86).
Линия депрессии устанавливается в положениях, указанных на рисунке 8, лишь с течением времени, при длительном стоянии определенных горизонтов верхнего и нижнего бьефов (стационарный режим); в остальное время она занимает промежуточные положения.
Фильтрация, воздействие воды верхнего и нижнего бьефов, климатические условия создают сложный режим земляного тела плотины.
В зоне насыщения водой грунт взвешивается гидростатическим давлением и подвержен действию фильтрационных сил (гидродинамическое давление), стремящихся сдвинуть частицы грунта в направлении к низовому откосу; мельчайшие частицы грунта могут при этом выноситься в нижний бьеф (явление суффозии), сам же откос может оползать, обрушаться. Прочность грунта, насыщенного водой, несколько падает вообще по сравнению с сухим. В плотинах из проницаемых грунтов могут иметь значение потери воды из верхнего бьефа (фильтрационный расход).
Волнение воды в верхнем и нижнем бьефах может размывать грунт откосов в пределах колебания уровней воды, это вызывает необходимость крепления откосов. Ледяной покров, образующийся в верхнем бьефе, может также повреждать откосы.
При температурах ниже 0° откосы плотины выше горизонта воды и гребень её могут промерзать, а суглинистые и глинистые грунты их при этом будут пучиться, а при оттаивании оползать и образовывать трещины; трещины могут появляться в тех же грунтах и при высыхании откосов в жаркое время года. Поперечные трещины опасны ввиду возможности развития по ним разрушительной фильтрации.
Атмосферные осадки, выпадающие на плотину, частью просачиваются внутрь и смачивают тело плотины, частью стекают по откосам. Смачивание тела плотины водой понижает прочность ее грунта, что нежелательно, поэтому принимаются меры к ускорению и упорядочению стока дождевых вод с гребня и откосов путем поверхностного дренажа и крепления откосов.
Таким образом, водопроницаемость грунта и фильтрация воды в теле земляной плотины играют весьма важную роль. Статистика показывает, что около 45% аварий и разрушений земляных плотин произошло вследствие недостаточности мер по борьбе с фильтрацией воды; около 15% аварий являются результатом оползания откосов, вызванного большей частью также действием фильтрационных вод.
Все темы данного раздела:
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
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
Выбор типа земляной плотины. Роль имеющихся для плотины материалов
Многочисленные типы земляных плотин в основном определяются наличием того или иного местного материала.
Наиболее простым, дешевым и удобным в производственном отношении является ил плотин
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
Обратные фильтры
Увеличение градиентов и скоростей фильтрации в случае устройства дренажа усиливает опасность суффозии грунта. Защитным мероприятием против последней являются обратные фильтры, которые играют вообщ
Однородные плотины на водонепроницаемом основании
1. Плотина без дренажа
Однородные плотины на водонепроницаемом основании конечной мощности Т.
6. I Глотана без дренажа (к,„ = кос)
Расход через плотину на 1 п.м её длины в
Плотины неоднородные на малопроницаемом основании
10. Плотина с ядром (кт/ кя < 100).
По способу виртуальных длин плотину приводят к однородной, причем
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
Новости и инфо для студентов