Проверка нормальной фильтрационной прочности грунта основания
Так как фильтрационная сила направлена вверх, то под действием ее. и может произойти выпор вверх столбика грунта.
Пренебрегая силами трения по боковым граням ad и Ьс столбика и ограничиваясь рассмотрением только несвязного грунта основания, можем написать следующее уравнение, отвечающее моменту предельного равновесиястолбика: можно утверждать, что выпора грунта в нижнем бьефе не произойдет, если
Если это условие оказывается невыдержанным, то в нижнем бьефе произойдет выпор грунта; при этом сооружение может разрушиться. Такую проверку на выпор грунта в нижнем бьефе имеет смысл выполнять только при условии, если 0,5...0,6. При меньших значениях условие (17.63) будет всегда соблюдено. Если, выполняя проверку на выпор грунта, условие (17.63) при принятом подземном контуре не выдержано, то в этом случае приходится увеличивать или толщину пригрузки t, или длину шпунта
Итак, при пропуске воды через плотину в нижнем бьефе в конце флютбета уровень воды может снизиться (благодаря отгону прыжка или в связи с неус тановиешимся режимом движения воды). Это снижение отметки УНБ должно быть учтено при расчете.
2. Проверка основания на суффозию. Суффозии грунта обычно следует опасаться: на контакте грунта основания и обратного фильтра, покрывающего дно нижнего бьефа, и на контакте крупно и мелкозернистых грунтов, слагающих основание.
Прежде всего нужно установить действующие градиенты напора 1д в указанных местах. После этого устанавливают критиче кое значение градиентов напора tKp для указанных контактов. Значение критического градиента напора зависит: а) от гранулометрического состава грунтов, находящихся в контакте, а также силы сцепления, свойственной тому грунту, который может размываться; б) угла наклона контакта кгоризонту; в) направления фильтрации. В ответственных случаях критическое значение градиентов напора приходится устанавливать на основании опытов, проводимых в лаборатории с образцами естественных грунтов. При эскизном проектировании критическое значение искомых градиентов напора следует устанавливать по соображению с данными, относящимися к проектированию обратных фильтров.
Прочный в фильтрационном отношении подземный контур (имеется в виду отсутствие суффозии) должен удовлетворять условию
3. Замечания о химической суффозии. Выше мы рассматривали вопрос о проектировании подземного контура, назначаемого из условий отсутствия опасной механической суффозии. В случае, если основание плотины содержит в себе те или другие растворимые в воде включения, приходится опасаться еще так называемой химической суффозии. Борьба с возможностью возникновения опас ной химической суффозии затруднительна. Обычно стараются избежать строительства плотины в том месте, где грунт содержит в себе растворимые в воде включения. Если, однако, это не удается, то прибегают к различным специальным мерам, как например:
а) устраивают длинный понур с таким расчетом, чтобы фильтрующаяся из верхнего бьефа вода насыщалась до предела растворимыми включениями в области основания понура, при.этом химическая суффозия в области основания самой плотины будет отсутствовать; значительные осадки грунта благодаря химической суффозии получаются только в пределах понура. В этом случае понур надо устраивать особой конструкции (весьма гибким);
б) под понуром делают дренаж (рис. 17.24), перехватывающий основную часть фильтрационного потока; при этом под плотиной образуется «застойная» область фильтрационного потока, и химическая суффозия в основании самой плотины будет отсутствовать;
в) имеются попытки создавать особые водопроницаемые понуры, выполненные из материала, растворяющегося в воде. Здесь вода, фильтруясь через понур, насыщается до предела; при дальнейшем своем движении в области основания плотины получившийся насыщенный до предела раствор уже не способен вызывать химическую суффозию.