Плотина в основном состоит из суглинистого грунта. Максимальная высота плотины 10м, средняя высота плотины 6 м. Заложения откосов плотины от 1: 5 до 1:3. Расчетная схема однородной плотины без дренажа изображена на рис. 2.1.
Рис. 2.1 - Расчетная схема однородной плотины без дренажа.
1 Высота выхода депрессионной кривой на низовой откос:
где Lp =∆L+L =2,58+50=52,58 (м) - ширина эквивалентного профиля плотины по основанию;
L = m,d +drp+m2(Hl+d)= 3*1,5 +8+5(6+1,5)= 50 (м);
∆L = (βН,= 0,43 * б = 2,58 (м);
H1 = 6 м, глубина воды в верхнем бьефе;
Н2 = 4 м- глубины воды в нижнем бьефе;
mi =3, m2 = 5 - коэффициенты заложения верхового и низового откосов;
d = 1,5 м - превышение гребня плотины над уровнем воды в верхнем бьефе;
bгр = 8 м - ширина плотины по гребню.
2.1.3 Удельный расход фильтрационного потока через тело плотины:
где kT - коэффициент фильтрации тела плотины;
h1 - высота выхода депрессионной кривой на низовой откос.
2.1.4 Ординаты кривой депрессии:
4 Скорость фильтрации при выходе фильтрационного потока на низовой откос:
|
|
где градиент напора при выходе на низовой откос;
Удельный фильтрационный расход в основании плотины:
где kо = 0,5 - коэффициент фильтрации грунта основания;
Т = 25 м - мощность водопроницаемого основания;
L0 = bгр + (H1 + d)(m1 + m2) = 8 + (6 +1,5)(3 + 5) = 68.
Общий удельный фильтрационный расход тела и основания плотины:
q = qт + q0 = 0,15 + 0,28 = 0,43 (м3/с).
Проверяем условие общей фильтрационной прочности тела плотины (по СНиП 2.06.05-84 / 3 /):
где Iest m - действующий средний градиент напора;
Icr,m= 1,5 - критический средний градиент напора для суглинков (принимаем по СНиП 2.06.05-84/3 /);
γп= 1,25 - коэффициент надежности для плотины I класса капитальности.
Действующий средний градиент напора тела плотины (по Р. Р. Чугаеву
где Lур = m1d + bгр +(Н, + d)m1 -H2m2 = 3*15 + 8 + (6 + 1,5)*3-4*5 = 15 (м).
Проверяем условие местной фильтрационной прочности грунта тела плотины при выходе потока на низовой откос:
где Iest - местный градиент напора;
Iсг= 0,30 - местный критический градиент напора при выходе на откос;