Zuzanna Paź, ISiW 1

BIUH – Ćwiczenie 3: Filtracja nad jazem. Wykres ciśnienia hydrodynamicznego.

Spadek hydrauliczny J:

$$J = \frac{H}{L}\ \lbrack - \rbrack$$

Metoda Lane’a:

Zastosowano pionową przegrodę przeciwfiltracyjną.

Wymagana droga filtracji:

L ≥ H • C_L

gdzie:

L – wymagana długość drogi filtracji, liczona wzdłuż nieprzepuszczalnego konturu podziemnego budowli [m],

C_L – współczynnik Lane’a, zależny od rodzaju gruntu,

H – różnica poziomów wody między górnym a dolnym stanowiskiem (równa maksymalnej wartości ciśnienia hydrodynamicznego [m].

• Wariant 1

Parametr H jest wielkością zmienną zależną od aktualnych warunków hydrologicznych w cieku wodnym. Sytuacją najbardziej niekorzystną będzie wystąpienie średniego (lub średniego niskiego) stanu wody w korycie odpływowym, przy utrzymaniu w zbiorniku Normalnego Poziomu Piętrzenie. Z krzywej przepływu odczytano średni stan wody t_śr dla przepływu średniego SSQ = 10% Q_m.

Różnica poziomów wody w górnym i dolnym stanowisku wynosi:

H = H_NPP − t_sr = 12 − 1, 1 = 10, 9 [m]

Dobór współczynnika C_L:

Współczynnik ten dobrano na podstawie tablicy

Dla profilu geologicznego podanego w temacie projektu (Warstwa A – piasek drobny; Warstwa B – piasek drobny; warstwa C – ił) dobrano współczynnik C_L = 7, 0 [m]

H • C_L = 76, 3 [m]

Wyznaczenie drogi filtracji:

$$L = L_{1 - 2} + L_{2 - 3} + L_{3 - 4} + \frac{1}{3}L_{4 - 5} + \frac{1}{3}L_{5 - 6} + L_{6 - 7} = 51,78\ \lbrack m\rbrack$$

Sprawdzenie warunku:

51, 78  ≤ 76, 3

Warunek nie jest spełniony, aby wydłużyć drogę filtracji zastosowano ponur w formie umocnień ciężkich z płyt betonowych na długości 10,0 [m] i lekkiego z folii o długości 64 [m].

$$L = \frac{1}{3}L_{0 - 1} + L_{1 - 2} + L_{2 - 3} + L_{3 - 4} + \frac{1}{3}L_{4 - 5} + \frac{1}{3}L_{5 - 6} + L_{6 - 7} = 76,45\ \lbrack m\rbrack$$

Sprawdzenie warunku:

76, 45  ≥ 76, 3

Warunek jest spełniony

• Wariant 2

H = H_NadPP − t_k = 12, 17 − 3, 5 = 8, 67[m]

• Wariant 3

H = H_NPP − t_m = 12 − 3, 8 = 8, 2 [m]

Wyznaczenie ciśnień filtracyjnych pod jazem

Na podstawie obliczonej wymaganej długości drogi filtracji wyznaczono obrys konturu podziemnego budowli. Wykresy te posłużą do wyznaczenia wartości ciśnienia hydrodynamicznego i wypory hydrodynamicznego na określonych odcinkach konturu budowli.

• Wariant 1

Pole ciśnień hydrodynamicznych pod progiem jazu

A_j = 49, 90 [m²]

Wypór hydrodynamiczny

W_j = A_j • γ_w = 499, 00 [kN]

Pole ciśnień hydrodynamicznych pod niecką wypadową

A_n = 11, 65 [m²]

Wypór hydrodynamiczny

W_n = A_n • γ_w = 114, 263 [kN]

Zestawienie tabelaryczne:

	Aj ∖ n[m^2]	Wj[kN]	An ∖ n[m^2]	Wn[kN]
Wariant 1	49,90	499,00	10,32	103,20
Wariant 2	39,69	396,90	8,21	82,10
Wariant 3	37,50	375,00	7,76	77,60