Совершенствование методов фильтрационного расчета земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости

• Автор: Ляхевич, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАСЧТА ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ДРЕНАЖА С УЧТОМ АНИЗОТРОПНОЙ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ТЕЛА ПЛОТИНЫ

1.1. Конструкции земляных плотин и их дренажей

1.1.1. Конструкции земляных плотин и технологии их возведения

1.1.2. Конструкции дренажей земляных плотин.

1. 2. Оценка условий возникновения анизотропной водопроницаемости

грунта в теле земляных плотин.

1.3. Методы расчта фильтрации в земляных плотинах с учетом их анизотропной водопроницаемости.

1.3.1. Методы фильтрационного расчета изотропных земляных плотин.

1.3.2. Моделирование фильтрации в анизотропных средах по методу электрогидродинамических аналогий ЭГДА
1.3.3. Методы фильтрационного расчета земляных плотин с учетом их
анизотропной водопроницаемости
Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЛЬТРАЦИИ В ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИНАХ С АНИЗОТРОПНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ ГРУНТА
2. 1. Теоретические основы методов фильтрационного расчета анизотропных земляных плотин.
2.2. Разработка метода определения параметров фильтрации в анизотропных земляных плотинах по косоугольным гидродинамическим
сеткам фильтрации.
2.3. Усовершенствование методики построения косоугольных гидродинамических сеток в анизотропных земляных плотинах.
2.4. Экспериментальное моделирование фильтрационного потока в анизотропных средах по методу электрогидродинамических аналогий
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧТ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ С ВНЕШНИМ НАСЛОННЫМ И КОМБИНИРОВАННЫМ НАСЛОННЫМ С ПЛАСТОВЫМ ДРЕНАЖЕМ С УЧТОМ АНИЗОТРОПНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТА ПЛОТИНЫ.
3.1. Расчт фильтрации в горизонтальноанизотропных земляных плотинах с внешним наслонным дренажем или отсутствии дренажа.
3.1.1. Фильтрационный расход через тело земляной плотины
3. 1.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос земляной плотины
3.1.3. Положение кривой депрессии в теле земляной плотины.
3.1.4. Определение высоты наслонного дренажа в горизонтальноанизотропных земляных плотинах
3.2. Расчт фильтрации в наклонноанизотропных земляных плотинах с внешним наслонным дренажем или отсутствии дренажа.
3.2. 1. Фильтрационный расчет земляных плотин с прямым уклоном укладываемых слоев грунта.
3.2.2. Фильтрационный расчет земляных плотин с обратным уклоном
укладываемых слоев грунта.
3.3. Фильтрационный расчт изотропной земляной плотины с комбинированным наслонным с пластовым дренажем.
3.3.1. Фильтрационный расход через тело плотины.
3.3.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос и положение кривой депрессии в теле плотины.
3.3.3. Определение высоты наслонного дренажа в земляной плотине с
комбинированным дренажем.
3. 4. Фильтрационный расчт анизотропной земляной плотины с комбинированным наслонным с пластовым дренажем
3.4.1. Фильтрационный расход через тело плотины.
3.4. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос и
положение кривой депрессии в теле земляной плотины
3.4.3. Определение высоты наслонного дренажа в анизотропной земляной плотине с комбинированным дренажем.
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧТА ФИЛЬТРАЦИИ В ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИНАХ С ВНУТРЕННИМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ ДРЕНАЖАМИ С УЧТОМ АНИЗОТРОПНОЙ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТА ПЛОТИНЫ
4. 1. Расчет фильтрации в изотропной земляной плотине с дренажной призмой
4.1. 1. Фильтрационный расход через тело плотины.
4.1.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос земляной плотины.
4.1.3. Положение кривой депрессии в теле плотины
4. 2. Расчет фильтрации в анизотропной земляной плотине с дренажной призмой
4.2.1. Фильтрационный расход через тело плотины
4.2.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос
плотины
4. 2. 3. Положение кривой депрессии в теле плотины
4.3. Расчет фильтрации в анизотропных земляных плотинах с пластовым дренажем.
4.3.1. Фильтрационный расход через тело плотины
4.3.2. Положение кривой депрессии в теле плотины
4.3.3. Определение заглубления дренажа в тело анизотропной плотины.
4. 4. Расчт фильтрации наклонноанизотропной земляной плотины с
пластовым дренажем.
4. 5. Расчт фильтрации в изотропной земляной перемычке с комбинированным пластовым с вертикальным дренажем.
4. 5. 1. Фильтрационный расход через тело перемычки
4. 5.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовую грань и
положение кривой депрессии в теле земляной перемычки.
4. 6. Фильтрационный расчт анизотропной земляной перемычки с комбинированным пластовым с вертикальным дренажем.
4. 6. 1. Фильтрационный расход через тело перемычки
4. 6. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовую грань и
положение кривой депрессии в земляной перемычке
Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАСЧТА И ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН
5. 1. Рекомендуемые методы фильтрационного расчта земляных плотин
с внешним наслонным дренажем или отсутствии дренажа
5. 1. 1. Метод расчета фильтрации в горизонтальноанизотропной плотине
5. 1.2. Метод расчета фильтрации в наклонноанизотропной плотине
5. 2. Рекомендуемые методы фильтрационного расчта земляных плотин с внутренними дренажами дренажной призмой, пластовым дренажем
5.2. 1. Метод расчета фильтрации в изотропной земляной плотине с дренажной призмой.
5. 2. 2. Метод расчета фильтрации в анизотропной земляной плотине с
дренажной призмой
5. 2. 3. Метод расчета фильтрации в горизонтальноанизотропной плотине с пластовым дренажем
5. 2.4. Метод расчета фильтрации в наклонноанизотропной плотине с
пластовым дренажем
5.3. Рекомендации по совершенствованию конструкций земляных плотин с различными дренажами с учетом анизотропной водопроницаемости
грунта плотины.
5.3.1. Рекомендации по определению высоты наслонного дренажа в анизотропных земляных плотинах.
5. 3.2. Рекомендации по определению заглубления пластового дренажа в тело анизотропной плотины
5.3. 3. Рекомендации по определению высоты наслонного дренажа в анизотропной земляной плотине с комбинированным дренажем.
5.4. Усовершенствованная конструкция противофильтрационного устройства зуба в земляной плотине на проницаемом основании ограниченной мощности.
Выводы по главе 5.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Приведены методики построения гидродинамических сеток фильтрации в анизотропных земляных плотинах и определения по ним параметров фильтрационного потока. Предлагается метод изготовления анизотропного электропроводного материала. Предложена новая усовершенствованная конструкция противофильтрационного устройства грунтовой плотины на проницаемом основании, позволяющая повысить надежность сооружения. В заключении приводятся общие выводы по работе. Автор выражает сердечную благодарность научному руководителю работы, зав. Природообустройство КБГСХА, доктору технических наук, профессору Анахаеву К. Н. Искренне признателен проректору по учебной работе НГМА, зав. Гидротехнические сооружения, доктору технических наук, профессору Михееву П. А., а также сотрудникам указанных кафедр за оказанные консультации и помощь при выполнении работы. ГЛАВА 1. В настоящее время грунтовые плотины являются самым распространнным типом водоподпорных сооружений, из общего числа всех строящихся и проектируемых плотин они составляют в нашей стране около , за рубежом 6. Подавляющее большинство грунтовых плотин по способу производства работ относятся к насыпным и намывным типам, в процессе возведения которых грунты в теле плотины могут приобретать сложную анизотропную структуру. При этом горизонтальная составляющая коэффициента фильтрации может в несколько раз оказаться большим, чем аналогичная вертикальная составляющая , и др. Это в наибольшей степени относится к насыпным плотинам, в которых определяющее влияние на возникающую анизотропию оказывают такие факторы, как тип грунта, толщина уплотняемых слоев, способ уплотнения грунта, тип уплотняющих механизмов и количество их проходов по одному следу и т. Земляные плотины наиболее древний и распространенный тип водоподпорных сооружений. Обычно их строят небольшой высоты, реже средней они, как правило, имеют высоту не более м. В настоящее время к этому типу относят плотины, у которых объм тела на и более процентов выполнен из мелкозернистых грунтов. По способу производства работ земляные плотины делят на два основных типа насыпные и намывные. Чаще всего земляные плотины выполняют однородными, но достаточно широко распространены и неоднородные с ядрами, экранами и диафрагмами. В однородных плотинах грунтовая призма тела плотины не только поддерживает напор, но и обеспечивает общую устойчивость плотины. Кроме грунтовой призмы и противофильтрационного устройства, в теле плотины имеется и другой важнейший конструктивный элемент дренажное устройство. Наиболее надежным и распространенным методом постройки земляных плотин является отсыпка грунта с последующим его механическим уплотнением с помощью различных машин и механизмов . Механическое уплотнение грунта выполняют с целью уменьшения фильтрации воды из создаваемого водохранилища, создания прочного материала тела плотины, обеспечивающего экономичное, рациональное заложение откосов, уменьшения деформаций грунта плотины под действием собственного веса и воздействия фильтрационного потока . Уплотнение грунта производят самоходными или прицепными катками гладкими, ребристыми, шиповыми, на пневмоходу, трамбующими плитами или катками, а иногда гружнными автомашинами, самоходными скреперами или гусеничными тракторами . Число проходов катка по одному и тому же следу, зависящее от типа катка, требуемой плотности и влажности грунта, обычно находится в пределах . Толщина укладываемого слоя обычно составляет см после укатки, а использование очень тяжелых катков массой до 0 т и более позволяет увеличить е до см . Трамбующие катки или плиты малоэффективны и применяются для уплотнения грунта в основном на участках примыканий плотин к другим сооружениям и на крутых склонах основания. Виброкатки наиболее эффективны при уплотнении несвязных грунтов ,. При уплотнении глинистого грунта наибольший эффект достигается если грунт обладает так называемой оптимальной влажностью. В ряде случаев для снижения порового давления в плотине рекомендуется снижение влажности грунта по сравнению с оптимальной на 1 .