Плотины на проницаемом основании

В плотинах из однородного грунта на водопроницаемом основании потери воды могут быть ощутимыми. Поэтому такие плотины наиболее применимы только в подпорных узлах гидротехнических сооружений, где через бетонную часть плотины постоянно сбрасывается вода. В таких узлах фильтрационные потери через земляную плотину можно рассматривать как часть сбросного расхода из верхнего бьефа в нижний, потому что профильтровавшаяся вода в итоге попадает в русло водотока. Основное внимание здесь должно быть сосредоточено на недопущение фильтрационных деформаций грунта тела плотины и основания.

В водохранилищных узлах сооружений фильтрационные потери воды всегда стремятся свести к минимуму, отсюда плотины на проницаемом основани по рассматриваемой схеме применяют редко. В подобных плотинах фильтрационные потери снижаются за счет противофильтрационных преград или применения экранов и понуров. Надо полагать, что указанное обстоятельство и дало повод к слабой теоретической разработке рассматриваемых схем плотин.

Наиболее простой способ фильтрационного расчета плотин на водопроницаемом основании был предложен Давиденковым и Павловским, но этот способ сугубо приближенный,


Рис. 89 Расчетная схема фильтрации для плотины из однородного грунта на водопроницаемом основании

По предложению Давиденкова-Павловского, расчет земляных плотин из однородных грунтов на водопроницаемом основании (рис. 89) ведется при двух независимых предположениях:

1)   считается, что земляная плотина находится на водоупоре, и для этой схемы подсчитывают фильтрационный расход q1 и строят кривую депрессии;

2)   считается, что земляная плотина водонепроницаема, фильтрационный расход q2 проходит только через водопроницаемое основание.
Отсюда общий расход составляет сумму двух частных расходов - через плотину и основание:

(133)

При таком допущении схематически можно рассматривать, что между подошвой плотины и водопроницаемым основанием расположена тонкая гидроизоляционная пластинка, размеры которой не оказывают влияния на фильтрацию в теле плотины и в основании.
Для определения же фильтрационного расхода, проходящего через основание, может быть использован закон Дарси, формула которого для любого сечения в пределах плотины примет вид:

(134)

где      k0 - коэффициент фильтрации основания;

Т - глубина водопроницаемого основания;

L - ширина плотины по основанию;
n - числовой коэффициент,   учитывающий удлинение струек за счет кривизны. Значение его зависит от отношения  .