Гидротехнические сооружения. Том II

н а п р а в л е н и е н а и м е н ь ш е г о с о п р о т и - в л е н и я в с е г д а с о в п а д а е т с п о д з е м - н ы м к о н т у р о м ф л ю т б е т а ; э т о о б ъ я с - н я е т с я н и ч т о ж н ы м к о э ф и ц и е и т о м ф и л ь т р а ц и и г л и н и с т ы х г р у н т о в . В свете изложенного каждый из приведенных методов имеет недостатки. Отсюда возникает по требность иметь метод проектирования, сообщаю щий вполне осторожные данные, т. е. учитываю щий реальные условия службы флютбета, но не игнорирующий особой ценности вертикальных путей фильтрации. Собранные данные о катастрофах с плотинами, а также цифровые и другие данные о большом ряде исправно работающих плотин (свыше 200 со оружений) позволяют это сделать. Метод основан на стремлении использовать вы воды гидродинамики при сохранении требований, устанавливаемых действительностью. До сего времени не накопилось цифровых дан ных, которые позволили бы строго установить количественно явление меньшей сопротивляемости пути фильтрации по контуру сопряжения флют бета с основанием по отношению к сопротивле нию фильтрации в толще грунта. При таких обстоятельствах приходится обра титься к эмпирическим данным, полученным из весьма большого числа плотин, построенных на самых различных грунтах. Если при этом проек тирование получается н е с о м н е н н о б о л е е э к о н о м и ч н ы м , ч е м э т о ч а с т о и м е е т м е с т о д о с и х по р , и о с т а е т с я п р и в с е м т о м д о с т а т о ч н о о с т о р о ж н ы м , т о та - к о й п у т ь д в и ж е н и я в п е р е д д о л ж е н б ы т ь и с п о л ь з о в а н н е м е д л е н н о , впредь до получения еще более обоснованного метода. Еще раз отметим, что эмпирическая основа ме тода — сознательный шаг, который позволяет легче перейти к новому, много более экономичному прие му проектирования, устраняя все возможные воз ражения, которые могли бы быть уместными при использовании на все 100% метода ЭГДА или аналитического решения на основах гидродина мики, которое в данное время также не является недрступным. В основе метода лежит взгляд, по которому фильтрационная вода стремится подмыть основа ние или по контуру сопряжения флютбета с грун том ^при этом сопротивление грунта оиреде ляется величиной -—1 или по кратчайшему рас стоянию через толщу грунта^ сопротивление грунта К \ определяется здесь величиной . Совершенно JLo / естественно, что опаснейшая "величина І. { не должна быть меньше отвечающей ей величины где C t характеризует условия движения фильтрующей воды в данной среде. Далее в методе Lane, на основе анализа данных о работе свыше 200 плотин, принято, что 1 ног .м вертикального пути фильтрации равносилен по эффекту 3 пог. м горизонтального пути фильтра ции. Это можно обосновать большим рядом при меров. Так, плотина Wisconsin в течение многих 8. н о в ы й м е т о д п р о е к т и р о в а н и я

лет существует благодаря одному шпунту в 15 ж глубиной при напоре 10,20 м, что дает величину С = 3 , тогда как для песка средней крупности имеем 13 по Bligh и Griffith. Между тем анализ вопроса с точки зрения гидродинамики указывает, что при этом плотина работает с коэфициентом запаса порядка 4. Таким образом, приняв утроенный эффект вер тикального пути по отношению к горизонтальному, получаем в данном случае лишь Z, = 9 - / 7 вместо L = 1 3 - / / , т. е. налицо осторожность нового ме тода. Таких примеров можно привести много как из практики США, так и из практики нашей страны, где нередко работают сооружения, устой чивость которых определяется лишь шпунтовыми рядами (например, деревянные плотины на водо путях СССР, Кочетовская плотина на Дону, давно лишившаяся своего понура, который давал 50% всего пути фильтрации). При обработке данных о плотинах сделаны были следующие допущения: 1) пологие уклоны подземного контура (менее 45°) приняты как горизонтальные участки; 2) крутые уклоны (45° и более) — как верти кальные; 3) засыпка малопроницаемым ірунтом оралась по толщине как вертикальный участок пути филь трации, если она весом своим обеспечивала плот ное сопряжение с телом плотины. Изучение данных о благополучно работающих сооружениях и потерпевших аварию позволило установить следующие факты: 1) несколько плотин разрушились при длине подземного пути фильтрации, д о с т а т о ч н о й с т о ч к и з р е н и я м е т о д а Bligh; 2) многие плотины успешно работают, хотя подземный путь фильтрации и является недоста точным с точки зрения метода Bligh; 3) разрушившиеся плотины имели слабые участки вертикальных путей фильтрации, тогда как успешно работающие плотины при еще мень шей общей длине пути фильтрации, при прочих равных условиях, имели в ы с о к и й п р о ц е н т в е р т и к а л ь н ы х п у т е й . Так, рухнувшая плотина Kulll Bye-Wash имела по Bligh С = 1 5 при мелком песке основания, а плотина Dloha на таком же грунте разрушилась при С = 17, а при перестройке вновь рухнула при С = 26,6. О б е э т и п л о т и н ы н е и м е л и ни ш п у н - т о в , ни шп о р . В результате исследования интересно сопоста вить данные табл. 16 (см. стр. 218), где в послед нем столбце учтен тройной эффект вертикального пути фильтрации. И н т е р е с н о о т м е т и т ь , ч т о п р и н а л и - ч и и в с о о р у ж е н и и к р у п н о й р о л и в е р - т и к а л ь н ы х п у т е й ф и л ь т р а ц и и н е и м е е м ни о д н о г о с л у ч а я п о д м ы в а о с н о в а н и я п л о т и н ы т о к а м и ф и л ь - т р у ю і ц е й в о д ы . Предложение 1 об учете повышенной роли шпунта (зуба) против горизонтального пути фильтрации впервые сделано инж. Griffith в 1915 г.; этот инженер советовал брать С на 20% меньше, чем дано в его таблице, . е с л и и м е е м ш п у н т г л у б и н о й д о З -и". Рассмотрение всех данных о работающих пло тинах в количестве более 200 сооружений приво дит к выводу, что принятие 3 пог. м горизон тального пути фильтрации за 1 пог.-и вертикаль ного пути является достаточно осторожным шагом.