ГИДРАВЛИКА. ИНЖЕНЕРНАЯ ГИДРОЛОГИЯ. ГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Пропускная способность фильтрующих водосбросов на каменных плотинах с экраном

Вестник МГСУ 12/2018 Том 13
  • Малаханов Вячеслав Васильевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ) кандидат технических наук, доцент кафедры гидравлики и гидротехнического строительства, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Страницы 1546-1555

Ведение. Наиболее экономичным типом водосбросов для гидроузлов с каменными плотинами являются фильтрующие водосбросы. Рассматривается основной вопрос проектирования фильтрующих водосбросов - оценка их пропускной способности на основе аналитического решения турбулентной фильтрации через водоприемник фильтрующего водосброса на верховом откосе каменных плотин с железобетонным экраном. Цели работы: • анализ течения воды в фильтрующем водосбросе на каменных плотинах с железобетонным экраном; • вывод формул для определения пропускной способности фильтрующих водосбросов на каменных плотинах с железобетонным экраном; • сравнение результатов определения пропускной способности фильтрующих водосбросов при применении предложенных формул; • рекомендации по использованию предложенных формул. Материалы и методы. Анализ течения воды в фильтрующем водосбросе и вывод формул выполнены на основе принятия трех допущений по траектории движения элементарных струек воды в фильтрующем водосбросе: по круговой траектории, при вертикальном падении, по траектории свободного падения с градиентом, равным единице. Расчеты пропускной способности фильтрующих водосбросов были выполнены для конструкции фильтрующего водосброса, запатентованной автором статьи. Результаты. Расчеты по предложенным формулам показали значительное отличие в зависимости от принятой гипотезы о характере движения фильтрационного потока в теле каменной плотины. Выявлено, что наиболее приемлемыми являются расчеты по формуле, выведенной в предположении движения потока по траектории свободного падения с градиентом, равным единице. Выводы. Результаты исследования позволили сформулировать следующие рекомендации: 1. Пропускную способность фильтрующих водосбросов рекомендуется определять по формуле, выведенной в предположении движения потока по траектории свободного падения с градиентом, равным единице, как в большей степени соответствующей гидравлике фильтрующих водосбросов на каменных плотинах с экраном. 2. Дальнейшее изучение гидравлики фильтрующих водосбросов различных конструкций и анализ их влияния на конструкции грунтовых плотин из горной массы позволит более обосновано определять их возможности по пропуску паводков и рекомендовать их к внедрению.

DOI: 10.22227/1997-0935.2018.12.1546-1555

Библиографический список
  1. Zimmermann R.W., Bodvarsson G.S. Hydraulic conductivity of rock fractures // Transport in Porous Media. 1996. Vol. 23. Pp. 1-30. DOI: 10.1007/bf00145263
  2. Гидротехнические сооружения (речные) / под ред. Л.Н. Рассказова. В 2-х ч. М. : АСВ, 2011. 584 с.
  3. Hydraulic Structures. Design of earth dams. Lesson 7. Design and Construction of Concrete Gravity Dams Version 2 CE IIT, Kharagpur, 2014.
  4. Пузыревский Н.П. Фильтрующие насыпи. СПб. : ОНТИ Госстройиздат, 1934. С. 181.
  5. Пузыревский Н.П. Фундаменты. СПб. : ОНТИ Госстройиздат, 1934. С. 521.
  6. Гришин М.М. Гидротехнические сооружения. М. : Издательство по строительству и архитектуре, 1954. Ч. 1. С. 448-452.
  7. Павловский Н.Н. Гидравлическая теория турбулентного движения грунтовых вод : собр. соч. Т. 2. Изд-во АН СССР, 1956. С. 735-748.
  8. Гордиенко П.И. Водосливные плотины с каменным, земляным или каменно-земляным телом : сб. тр. по гидротехнике и гидростроительству. М. : Наука, 1970. С. 131.
  9. Scheidegger A.E. The physics of flow through porous media. 3rd ed. Toronto : University of Toronto Press Publ., 1974.
  10. Venkataraman P., Rama Mohan Rao P. Darcian, transitional, and turbulent flow through porous media // Journal of Hydraulic Engineering. 1998. Vol. 124. No. 8. Pp. 840-846. DOI: 10.1061/(asce)0733-9429(1998)124:8(840)
  11. Parkin A.K. Rockfill dams with inbuilt spillways. Sydney : Water Research Foundation of Australia in Sydney. 1963. Pp. 91.
  12. Siddiqua S., Blatz J.A., Privat N.C. Evaluating turbulent flow in large rockfill // Journal of Hydraulics Engineering. 2011. Vol. 137. No. 11. DOI: 10.1061/(asce)hy.1943-7900.0000442
  13. Wilkins J.K. Flow of water through rockfill and its application to design of dams // N. Z. Eng., 1955. Vol. 10. No. 11. Pp. 382-387.
  14. Wilkins J. K. The stability of overtopped rockfill dams // Proc. 4th Australia New Zealand Conf. on Soil Mechanics and Found. 1963.
  15. Martins R. Turbulent seepage flow-through rockfill structures // Int. Water Power Dam Constr. 1990. Vol. 40. No. 3. Pp. 41-45.
  16. Ferdos F., Wörman A., Ekström I. Hydraulic conductivity of course rockfill used in hydraulic structures // Transp. in Porous Media. 2015. Vol. 108. Pp. 367-391. DOI: 10.1007/s11242-015-0481-1
  17. Hansen D., Roshanfekr A. Use of index gradients and default tailwater depth as aids to hydraulic modeling of flow-through rockfill dams // Journal Hydraulic Engineering. 2012. Vol. 138. No. 8. Pp. 726-735. DOI: 10.1061/(asce)hy.1943-7900.0000572
  18. Hansen D., Garga V., Townsend R. Considerations on the design of flowthrough rockfill drains // Proceedings of the 14th Annual British Columbia Mine Reclamation Symposium in Cranbrook, BC, 1990. The Technical and Research Committee on Reclamation/
  19. Малаханов В.В. Фильтрующие водосбросы грунтовых плотин и дамб // Гидротехническое строительство. 2018. № 3. С. 31-36.
  20. Пат. РФ 2011735, МПК E02B 7/06. Грунтовая плотина с фильтрующим водосбросом / В.В. Малаханов ; патентоообл. В.В. Малаханов. Заявл. 4920299/15, 19.03.1991 ; опубл. 30.04.1994.
  21. СП 58.13330-2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003
  22. СП 39.13330.2012. Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84
  23. U.S. Department of the Interior Bureau of Reclamation. Design Standards Signature Sheet. Design Standards No. 13. Embankment Dams DS-13(1)-4: Phase 4 (Final) October 2011.
  24. Руководство по расчету турбулентной фильтрации в каменно-набросных гидросооружениях. М. : Энергия, 1975. 51 с.
  25. О применении фильтрующих водосбросов и их расчете также см. [19].

Скачать статью

Результаты 1 - 1 из 1