Гидротехнические сооружения (Часть 1)
Зерновой состав фильтров и переходных зон
Характер фильтрационных деформаций грунтов изложен ранее.Здесь необходимо рассмотреть подбор состава фильтров дренажных сооружений в зависимости от вида фильтрационных деформаций и условия работы противофильтрационного устройства на контакте с фильтром, имеющих некоторые специфические особенности по сравнению с дренажем под бетонными плотинами.
Суффозия
Подбор фильтров с учетом суффозии следует проводить при сопряжении дренажа с песчаным грунтом тела плотины и при подборе второго и последующих слоев фильтра.
Отслаивание и контактный выпор
При сопряжении дренажного сооружения с глинистым грунтом первый слой фильтра рассчитывается из условия отслаивания и контактного выпора.
Контактный размыв глинистого материала плотин
Имеются рекомендации по проверке крупности фильтров из условия, размыва глинистого материала на контакте с фильтром. Такой вид фильтрационных деформаций, как и в случае контактного размыва первого слоя фильтра (см. выше), теоретически может иметь место, если угол между линией контакта и подошвой плотины больше 90° (дренаж типа IIд и переходные зоны в каменно-земляных плотинах с центральным ядром).
Кольматация фильтра выносимым грунтом
Исследования самозалечивания трещин выполнялись во ВНИИ ВОДГЕО, которые показали, что в процессе размыва стенок трещины выносятся не отдельные частицы, а агрегаты слипшихся частиц.
Толщина и зерновой состав фильтров
Толщина фильтров в дренажных сооружениях (см. рис. 14.4) назначается из условия производства работ не менее 0,15 м и не менее 
, где 
- диаметр 90% обеспеченности i-гo слоя фильтра.
Поровое давление и консолидация грунтов
Обычно в грунте выделяют три основные составляющие фазы: твердые составляющие, вода и воздух. Когда в грунте присутствуют все три фазы, то считается, что грунт трехфазный; если грунт состоит из твердой фазы и воды, то грунт - двухфазный; если в грунте вода отсутствует, то грунт однофазный.
Определение порового давления по методу компрессионной кривой
Метод компрессионной кривой - простой метод определения максимального значения порового давления (t = 0) для трехфазной модели грунта. Метод был предложен Л. В. Гамильтоном и Д. У. Хильфом и основан на предположении о равенстве порового давления в жидкой и газообразной фазах грунта.
Метод фильтрационной теории консолидации
Может включать метод компрессионной кривой, изложенный выше для определения 
, или эта зависимость может определяться непосредственно из экспериментов. Эксперименты следует проводить с глинистыми грунтами и стабилометре и только в крайнем случае допускается использовать одометры, так как в стабилометре мы знаем все компоненты напряжений, прикладываемых к грунту.
Экспериментальное изучение коэффициента порового давления и осадки глинистых плотин в эксплуатационный период
Выше был рассмотрен способ получения коэффициента порового давления 
по результатам компрессионных исследований грунтов, но коэффициент порового давления может быть определен и непосредственно замером порового давления в грунте. В настоящее время такие исследования выполняются во многих лабораториях. Наиболее полные и первые систематические исследования в одометрах были выполнены В.М. Павилонским.
Осадки грунта плотин во времени
Рассеивание порового давления консолидации (
) приводит к сжатию грунта, т. е. появлению осадок во времени. Осадки, которые наблюдаются в сооружении после окончания строительства, называются эксплуатационными.
Поровое давление в глинистом основании грунтовой плотины
Поровое давление возникает не только в теле плотины, но и в нескальном глинистом основании, если последнее имеет место. В силу того что основание полностью водонасыщено и коэффициент порового давления в начальный момент приложения нагрузки равен 1, правильность оценки рассеивания порового давления в основном определяет не только экономику строительства, но может в некоторых случаях определять вообще возможность строительства плотины без специальных мероприятий по снижению порового давления.
Напряженно-деформированное состояние плотин
Исследование напряженно-деформированного состояния грунтовых плотин - задача исключительно сложная, так как деформативные свойства грунта зависят от очень многих факторов: действующего среднего напряжения 
; компонент девиатора напряжений; от той последовательности приложения нагрузки, которая привела к рассматриваемой картине напряжений - пути нагружения; от времени между началом приложения нагрузки и рассматриваемым и т. д.
Результаты использования численных методов при решении задач применительно к грунтовым плотинам
Метод конечных разностей и метод конечных элементов использовались и используются для решения задач о напряжениях и деформациях в грунтовых плотинах, но эти методы удобны для применения с физическим уравнением в виде закона Гука. Следовательно, физические свойства грунта следует выразить через закон Гука.
Трещинообразование в грунтовых плотинах
Трещины сдвига появляются, когда в грунте достигается предел прочности на сдвиг. Они опасны с точки зрения разрыхления грунта при сдвиге (дилатансия) и, как следствие этого, повышения коэффициента фильтрации в зоне предельного состояния ядра.
Учет сейсмических воздействий
Сейсмические нагрузки в большой мере могут изменить работу плотины и учет их воздействия необходим.
Напряженно-деформированное состояние грунтовой плотины при действии сейсмических сил может быть получено на основе численных методов, в том числе и метода конечных элементов (МКЭ) в сочетании с общей теорией колебаний.
Антисейсмические конструктивные элементы
Анализ работы сооружения позволяет выявить зоны, опасные с точки зрения деформируемости и устойчивости. На основании этих данных можно предусмотреть конструктивные антисейсмические мероприятия.
Устойчивость откосов
Расчет устойчивости откосов земляных масс остается до сих пор наименее изученной и. наиболее ответственной частью проектирования грунтовых гидротехнических сооружений. Первый значительный шаг в этом направлении был сделан Кулоном, который, исследуя работу подпорных стенок, установил, что поверхностью обрушения в песках является плоскость и, исходя из этого положения, разработал метод расчета давления грунтов на подпорную стенку.
Метод расчета устойчивости по круглоцилиндрической поверхности обрушения
Предположим, что сползающий грунтовый массив обрушения в теле грунтовой плотины ограничен круглоцилиндрической поверхностью и разделен на отсеки обрушения вертикальными плоскостями (рис. 14.27).
Проверка опасности вымывания и сползания (оплывания) части грунта по откосу
При вытекании (высачивании) фильтрующейся воды на откос плотины скорость фильтрации в точке высачивания А (рис. 14.31) направлена по касательной к линии депрессии (по откосу) и равна 
, где 
- коэффициент фильтрации. В различных точках зоны высачивания АВ направление выходной скорости постепенно изменяется, становясь нормальной к откосу в точке В.
Расчет устойчивости экранов плотин из связного грунта
Сводится, к проверке возможности оползания:
1) защитного слоя из пористого грунта по экрану;
2) самого экрана вместе с защитным слоем.
Сопряжение грунтовых плотин с основанием
Контакт между грунтовой плотиной и основанием является наиболее уязвимым для фильтрации, поэтому подготовке основания и сопряжению плотины с основанием должно уделяться наибольшее внимание. Само основание может быть значительно более проницаемо по отношению к проницаемости тела однородной плотины или к противофильтрационным элементам тела разнородной плотины. В этом случае в основании необходимо создание противофильтрационных устройств, которые выполняются для предотвращения механической или химической суффозии, снижения кривой депрессии при обходной фильтрации, снижения фильтрационного расхода и т. д.
Противофильтрационные устройства в основании плотины
Из всего многообразия геологического строения створов можно выделить следующие характерные случаи.
а. Мощность проницаемых (коэффициент фильтрации грунтов основания больше коэффициента фильтрации тела плотины или ее противофильтрационного элемента) грунтов (аллювиального, деллювиального или аллювиального происхождения) велика и практически водоупор находится на недосягаемой для шпунтовой стенки, грунтовой противофильтрационной стенки или даже инъекционной завесы глубине.
Так же рекомендуем посмотреть:
-
Виды торговой мебели
Оборудование для торговли необходимо для того, чтобы осуществлять хранение и демонстрацию различного товара. -
Особенности алюминиевых и медных листов
Современная промышленность нуждается в качественных материалах, которые не будут окисляться и подойдут для штамповки любого типа. -
Использование облицовочной керамической плитки
Сегодня, пожалуй, использованием облицовочной керамической плитки уже и не удивишь совсем никого: встретить ее можно если и не в каждом доме, то в трети точно. -
Как сделать подвесной потолок в офисе
Когда на рынке появился гипсокартон, заниматься ремонтом стало проще. Раньше для отделки можно было использовать кафельную плитку, обои. -
Аренда экскаватора: особенности выбора техники и ее эксплуатации
В строительстве, при проведении дорожных работ, в процессе демонтажа зданий активно используется землеройная техника.