Гидродинамические нагрузки на плиты водобоев и рисберм
В условиях донного режима сопряжения на плиты водобоев и рисберм действуют значительные вертикальные гидродинамические нагрузки. Осред- ненная во времени вертикальная нагрузка при условии снятия фильтрационного давления на плиту от верхнего бьефа до водобоя разгрузочными дренажами определяется дефицитом давления, устанавливаемым для верхней плоскости плиты. Под дефицитом давления понимают разность между отметками уровня нижнего бьефа и пьезометрического напора в рассматриваемых точках верхней плоскости плиты. В условиях плоской задачи осре^нен- ная нагрузка зависит от продольной эпюры дефицита давления. В условиях пространственной задачи для определения осредненных нагрузок необходимо располагать данными как о продольной эпюре, так и о поперечных эпюрах дефицита давления, полученных для различных сечений рассматриваемых плит.
Значения актуальных гидродинамических нагрузок на плиты водобоя и рисбермы, выраженные в единицах силы, определяют по формуле:
Параметры эпюры дефицита давления. При отсутствии на водобое гасителей действительную эпюру дефицита давления с принимаемой точностью можно заменить трапецией (рис. 4.36, а), большую и меньшую стороны которой определяют из зависимостей:
Максимальную ординату эпюры определяют по зависимостям:
Определение параметров пульсационной гидродинамической нагрузки. Различают следующие основные присопряженная глубина гидравлического прыжка, м; удельная энергия в сжатом сечении, определенная относительно дна водобоя нли превышения уровня верхнего бьефа над водобоем.
При наличии на водобое концевого порога в виде сплошной или прорезной стенки, отстоящей от сжатого сечения на расстояние, параметры дефицита давления определяют по обобщенной эпюре (рис. 4.36, б). Максимальная ордината эпюры равна:
Длина прыжка при обработке этих экспериментальных данных вычислялась по формуле:
Подробное рассмотрение методики определения гидродинамических нагрузок на плиты водобоев и крепления нижнего бьефа содержится в соответствующих указаниях [71] и справочной литературе.
Гидродинамические нагрузки могут оказать большое влияние на устройство дренажых колодцев, в плитах водобоя и рисбермы (см. 4.4.2). Установлено, что если колодцы заполнены фильтровым материалом, амплитуды пульсаций под плитой снижаются в 6...8 раз. Если заполнение колодцев фильтром нарушено или вообще отсутствует (вымыто потоком), то нагрузки на плиту снизу могут превысить нагрузки сверху в 1.5...2 раза. В связи с этим нецелесообразно предусматривать устройство сквозных дренажных колодцев в тех местах, где из-за значительных скоростей течения и больших пульсаций давлений трудно обеспечить сохранность фильтрового материала засыпки колодцев. Таким местом, например, является начальный участок водобоя перед гасителями.