Гидротехнические сооружения. Том II

Падение напора ДЯ по обводу флютбета следует принять пропорциональным пройденному при веденному пути фильтрации, считая от верхнего бьефа, т. е. пр Остается добавить, что вывод Lane является тем ь более осторожным, чем меньше отношение — . 10. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬ НЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Большой ряд научных работников различных стран мира занимался вопросом о фильтрации воды под плотинами. Однако лишь некоторые из них подошли к вопросу, как к задаче математической физики, придя к уравнению Laplace. Исключительная сложность решения этого урав нения непосредственным путем и непригодность по этой причине указанного решения для целей практики создали задержки в дальнейшем про грессе в вопросе о фильтрации в основании плотин. В 1915 г. проф. Висконсинского университета Wolff предложил гораздо менее сложный прием аналитического решения задачи, основанный на применении метода конформных преобразова ний с использованием теории функции комплекс ного переменного, ГІроф. Wolff дал совершенно готовое решение задачи о фильтрации в двух случаях: при отсут ствии шпунтов и при наличии одного шпунта. Решение дано проф. Wolff в виде, пригодном для использования при любой глубине шпунта в случае безграничной толщи проницаемого грунта под плотиной (см. проф. Н. И. Анисимов. Водо сливы и водоспуски, 1935 г.). В 1917 г. проф. Forchheimer дал решение урав нения Laplace с помощью метода конформных преобразований (Sitzungsber. d. Kaiserl. Akad. d. Wiss. in Wien Abt. IIa, 126 Bd. 1917). Этим решением воспользовался инж. Hoffmann в 1834 г. (см. ниже). К 1920 г. проф. II. Н. Павловский подошел к исследованию основных гидротехнических схем, решая уравнение Лапласа тем же методом конформ ных преобразований с использованием функции комплексного переменного. Однако исследование проф. H. Н. Павловского так и не доведено до конца, позволяющего полу чить выводы той же степени конкретности, как это удалось проф. Wolff, вследствие чего не ис пользовано в гидротехнике. < В 1932 г. проф. Висконсинского университета W. Weaver вновь опубликовал решение проф. Wolff (Journal of Mathematics and Physics, June, 1932, Massachns.), дополнив его, а в 1934 r„ инж. Harza, п о с т а в и в с е б е з а д а ч е й н а х о - ж д е н и е в ы х о д н ы х г р а д и е н т о в в о д ы и з-п о д п л о т и н и (і), п р и б л и з и л р е ш е - н и е с в о и х п р е д ш е с т в е н н и к о в к з а - п р о с а м и н ж е н е р о в , п о л у ч и в н е д о - с т а ю щ и е р е ш е н и я м е т о д о м э л е к т р о - д и н а м и ч е с к и х а н а л о г и й . В 1934 г. инж. R. Hoffmann дал аналитическое решение задачи о фильтрации под плотиной с двумя шпунтами разной длины при наличии

Другими словами, 1 nor. м пути фильтрации через толшу грунта отожествляется с 2 ног. м вертикального пути. Такой расчет необходим при определении L„ p в случае весьма близких друг другу шпунтовых рядов. 9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРЕДЫДУЩЕМУ ИЗЛОЖЕНИЮ ВОПРОСА О ФИЛЬТРАЦИИ Метод расчета плотин на вймывание грунта из-под флютбета, предложенный Bligh, явно де фективен прежде всего по причине неучета гораз до большего сопротивления фильтрации верти кальных путей по сраниенню с горизонталь ными. \ Гидродинамические решения и метод ЭГДА имеют свой недостаток: они не считаются с реаль ными условиями фильтрации воды, когда непо средственно но контуру соприкасания флютбета с грунтом налицо облегченные пути фильтрации; подвижки сооружения, вызванные неравномерной осадкой или наличие свайного основания или слоистости аллювия нередко усугубляют картину отход вления от теоретически установленного; грунт сильнее фильтрует в горизонтальном напра влении и слабее в вертикальном. Анализ данных, собранных исследовательской группой инженеров Reclamation Service об огром ном числе плотин (более 200 сооружений) привел к выводу, что горизонтальные участки фильтра ционного пути по обводу флютбета (или слабо наклонные, менее 45°) имеют втрое меньшее действие, нежели вертикальные (или имеющие уклон 45° и более). Приведенная длина пути пр ц С яр для различных грунтов, помещенная выше, установлена путем тщательного анализа данных о 200 плотинах. Этой таблицей можно пользоваться во всех случаях, когда шпора (зуб) плотины устроена солидно и прочно; если вместозуба — шпунтовый ряд, то он должен быть высокого качества, го ловка же шпунта должна быть втоплена в бетон флютбета. При этом предполагается, что сооружение тех нически грамотно эксплоатируется. В противном случае надо повышать величину С ПР . Для менее ответственных сооружений данные приведенной таблицы можно уменьшать на 20%, т. е. брать значения С пр — 0.8 С пр . Наличие обратного фильтра или дыр для выхода фильтрационной воды позволяет уменьшить С пр на 10%. Лучшее расположение дыры — впереди обрат ного фильтра. С точки зрения опасения вымывания грунта лучшее место для этих дыр — в низовой шпоре, в верхней ее части. Нигде вода не должна иметь выхода в нижний бьеф через толщу грунта с С пр равным или мень шим 0,8 от данных таблиц. Путь между остряками шпунтов, как угодно близко расположенных между собой, должен счи таться с коэфициентом 2 по сравнению с верти кальным путем фильтрации по обводу сооруже ния. фильтрации L np = І верт + g І гор . а приведенная величина С„„ . Таблица значений величины