CCF20110115001

działających na poszczególne pola siatki (rys. 7-1), obliczona wg wzoru

J = y_w 2 i co b,    (7-1)

gdzie: J — siła filtracji, T,

y_w — ciężar właściwy wody, ,T/m³,

i — jźJL — gradient hydrauliczny występujący na długości poszczegól-^ - nych pól siatki,

A h — różnica potencjału między liniami jednakowych potencjałów, ograniczających poszczególne pola siatki, m słupa wody,

Al — średnia odległość między liniami jednakowych potencjałów w poszczególnych polach, m, co — powierzchnie poszczególnych pól siatki, m², b — grubość rozpatrywanego wycinka zapory, przyjmowana zwykle jako 1.

Przyjmuje się, że siła filtracji działająca na jedno pole siatki przechodzi przez jego środek ciężkości a jej kierunek pokrywa się ze średnim kierunkiem linii prądu ograniczających dane pole.

Przy prostych kształtach siatek zależność (7-1) można z pewnym przybliżeniem sprowadzić do postaci

J = Vw Ur F    (7-2)

gdzie:    is_r — średni gradient hydrauliczny w rozpatrywanym obszarze

przekroju zapory,

F — powierzchnia rozpatrywanego obszaru przekroju zapory.

Rys. 7-1. Siatka hydrodynamiczna w korpusie zapory i w podłożu: a) przekrój przez zaporę, b) pojedyncze pole siatki

1 — krzywa depresji, 2 — linie równych potencjałów, 3 — linie prądu, 4 — powierzchnia poślizgu, 5 — podłoże nieprzepuszczalne, 6 — podłoże przepuszczalne, 7 — drenaż

Kierunek działania siły J przyjmowany jest w tym przypadku jako średni z kierunków linii prądu w rozpatrywanym obszarze przekroju zapory.

5.    Ciśnienie wody w porach (por. 2.3.4, 6.3 i 7.1.3).

6.    Bezpośrednie parcie wody na elementy uszczelniające w zaporze (wąskie ekrany i rdzenie).

7.    Oddziaływanie falowania nie ma istotnego wpływu na stateczność korpusu; uwzględniane bywa jedynie przy obliczaniu niektórych elementów zapory, jak np.: umocnienia, szczelne balustrady.

8.    Obciążenie szkieletu gruntowego zawieszoną wodą kapilarną jest niewielkie w stosunku do obciążenia ciężarem własnym. Podnoszenie kapilarne może występować w strefie bezpośrednio ponad krzywą depresji w gruntach o małych średnicach porów i cząstek (np. w gruntach gliniastych). Obciążenie to powinno być uwzględniane jedynie w przypadkach, gdy z badań gruntu wynika, że mogą w nim występować zjawiska kapi-lamości w zakresie mającym wpływ na wartość obciążeń. Wartość obciążenia wodą kapilarną Q_k może być wyznaczona z zależności

Qic ~ a n y_w h_k,    (7-3)

gdzie: a — współczynnik określający wypełnienie wodą przestrzeni między cząstkami gruntu; wartość a może się zmieniać od prawie jedności (całkowite wypełnienie) do ok. 0,30, najczęściej przyjmuje się a = 0,35—0,40, n — porowatość gruntu y_w — ciężar właściwy wody, h_k — wysokość kapilarnego podnoszenia wody,

9.    Specjalne czynniki wpływające na zwiększenie obciążeń ciężarem gruntu i wodą, jak np.: trzęsienie ziemi, wstrząsy spowodowane eksplozją materiałów wybuchowych uwzględniane są w specjalnych przypadkach.

Pozostałe rodzaje obciążeń, jak: działanie lodu, śniegu czy wiatru mogą być uwzględniane jedynie przy sprawdzaniu wytrzymałości pewnych elementów zapory, natomiast oddziaływanie ich na korpus zapory jest tak małe, że nie zachodzi potrzeba brania ich pod uwagę.

7.1.3. Model statyczny

7.1.3.1. Metody obliczeń. W metodach sprawdzania stateczności opartych na analizie równowagi wycinka zapory lub zapory wraz z podłożem, zagadnienia układu statycznego, wytrzymałości gruntu na ścinanie, ciśnienia wody w porach i sił filtracyjnych są ściśle związane. Podamy tu ogólne omówienie metod, w celu uwidocznienia różnic między nimi oraz przedstawienia poglądu na stosowane sposoby przeprowadzania obliczeń i uwzględniania zasadniczych obciążeń.

245