Расчет подземного контура

Расчет подземного контура сводится к определению длины каждого элемента подземного контура и необходимости его устройства дополнительных элементов.

Элементы подземного контура делятся на горизонтальные (понур) и вертикальные (шпунты, зубья, завесы, стены в грунте).

Для определения длины подземного контура необходимо определить параметры фильтрационного потока. На параметры фильтрационного потока оказывает влияние глубина залегания водоупора.

Водоупор—грунт, коэффициент фильтрации которого в 50..100 раз меньше вышележащего грунта. Глубина залегания водоупора определяется геологическими изысканиями. При большой глубине залегания водоупора (более 50м) переходят к фиктивному водоупору.

Глубина залегания фиктивного водоупора определяется по рекомендациям:

· Т_ф=0,5 L₀;

· Т_ф=2,5 S₀;

· Т_ф=0,8 S₀+0.5 L₀;

· Т_ф=S₀+ 0,3 L₀ , III.1

где L₀—проекция подземной части плотины на ось X;

S₀—проекция подземной части плотины на осьY.

Действительный градиент фильтрационного потока вычисляется по формуле:

III.2

где L—длина пути фильтрации;

Т_р—расчетная глубина залегания водоупора.

За длину пути фильтрации L принимают длину периметра подземного контура фундаментной плиты.

За расчетную глубину залегания водоупора принимают наименьшую глубину залегания между действительным и фиктивным водоупорами:

· При Т_ф < T_д, то Т_р=Т_ф ;

· При Т_ф > T_д, то Т_р=Т_д.

При наличии действительного водоупора, то за расчетную глубину залегания водоупора принимают глубину залегания действительного водоупора.

Для определения необходимости расчета и проектирования дополнительных элементов подземного контура необходимо определить будет ли в грунте основании бетонной плотины суффозия.

Суффозия—вынос мелких частиц грунта из основания фильтрационным потоком. Наличие суффозии влечет за собой недопустимую деформацию грунта тела бетонной плотины.

Суффозии не будет при соблюдении следующего условия:

III.3

где —критический градиент, при котором начинается вынос частиц;

КЗ—коэффициент запаса. Для сооружений II класса КЗ=1,2.

Критический градиент принимается в зависимости от типа грунта по табл. 2.

Критические градиенты грунтов основания Табл.2.

Грунт основания
Песчаный: Крупный	0,48
Средний	0,42
Мелкий	0,32
Супесь	0,6
Суглинок	0,8
Глина	1,35

При , для недопущения суффозии, необходимо предусмотреть мероприятия для увеличения пути фильтрации, т.е. рассчитать дополнительные элементы подземного контура (понур, шпунты и др.).

Для этого необходимо определить необходимую длину подземного контура, используя формулу III.2. Вместо подставляем :

III.4

Необходимая длина подземного контура L_необх состоит из суммы длин понура, шпунта, фундаментной плиты и других элементов.

Длина понура определяется по формуле:

III.5

в пределах:

III.6

В зависимости от грунта основания понуры бывают анкерные бетонные и глиняные.

Если длины понура не хватает для достижения значения L_необх, то необходимо добавить длину шпунта. Причем шпунт работает двумя длинами: