автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Совершенствование методов фильтрационного расчета земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости

На правах рукописи

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАСЧЁТА ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН С УЧЁТОМ ИХ АНИЗОТРОПНОЙ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ

Специальность: 05.23.07 — «Гидротехническое строительство»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новочеркасск — 2006

Работа выполнена на кафедре «Гидротехнические сооружения» ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия».

научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Анахаев Кошкинбай Назирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рассказов Леонид Николаевич

кандидат технических наук, доцент Гурин Константин Георгиевич

Ведущая организация: - ФГОУ ВПО «Московский государственный

Защита состоится « 10 » ноября 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.02 в ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по адресу:

346428, г. Новочеркасск, Ростовская область, ул. Пушкинская, 111, НГМА, ауд. 367 (код 86352 факс 4-51-64).

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГОУ ВПО «НГМА».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан « 10 » октября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

университет природообустройства», г. Москва

канд. техн. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время использование богатейших гидроэнергетических ресурсов нашей страны невозможно осуществить без проектирования й строительства большого числа грунтовых водоподпорных сооружений. Они же необходимы и для решения других водохозяйственных задач, в частности, для создания водоемов и водохранилищ с целью водоза» бора, орошения, обводнения или в качестве оградительных дамб каналов и регуляционных сооружений русел рек, а также при формировании накопителей промышленных отходов и т. д.

Грунтовые плотины составляют около 85 % всех проектируемых и построенных в мире плотин. В России доля грунтовых плотин составляет более 80 %. Причем из всех построенных в мире плотин только лишь 1-2 % составляют плотины высотой более 100 м. Широкое распространение в настоящее время грунтовых плотин в качестве водоподпорных сооружений обусловлено возможностью использования дня возведения тела плотины дешевых местных грунтов, появлением мощных машин и механизмов для разработки, транспортирования и укладки грунтов, возможностью строительства плотин в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях и др.

В тоже время нередки случаи повреждений или разрушений грунтовых плотин, в том числе и с катастрофическими последствиям и человеческими жертвами. При этом наибольшее число разрушений грунтовых плотин (около 53 %) относится к земляным плотинам высотой от 15 до 30 м. К основным причинам разрушений и повреждений земляных плотин относятся фильтрационные деформации грунтов тела и оснований плотин, вызванные во многих случаях их анизотропной водопроницаемостью. В связи с этим актуальное значение приобретают вопросы разработки более надежных методов фильтрационного расчета и проектирования земляных плотин с учетом анизотропной водопроницаемости материала тела плотины, возникающей как результат технологических особенностей их возведения.

Существующие методы фильтрационного расчёта земляных плотин до настоящего времени не в полной мере учитывают анизотропные свойства грунта тела, что сказывается на условиях строительства и эксплуатации плотин, а в ряде случаев является причиной их разрушений и аварий. Совершенствованию методов фильтрационного расчета земляных плотин с учетом анизотропной водопроницаемости грунтов их тела посвящена настоящая диссертационная работа, которая выполнена в рамках важнейших НИР ФГОУ ВПО «Ново-

черкасская государственная мелиоративная академия» по проблеме «Безопасность гидротехнических сооружений».

Целью диссертации является совершенствование методов фильтрационных расчетов и проектирования земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости нз основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования и строительства земляных плотин, существующих конструкций и методов их фильтрационного расчёта с учётом их анизотропной водопроницаемости.

2. Проведены теоретические и экспериментальные исследования фильтрации в земляных плотинах с анизотропной водопроницаемостью грунта для обоснования методики построения косоугольных гидродинамических сеток и определения по ним параметров фильтрации.

3. Обоснованы методы фильтрационного расчета земляных плотин с внешним, внутренними и комбинированными дренажами с учетом горизонтальных и наклонных анизотропных свойств грунта плотины.

4. Разработаны рекомендации по фильтрационному расчету земляных плотин с различными типами дренажа с учетом анизотропных свойств грунтов их тела, выбору их рациональной конструкции.

Методы исследований. Теоретические исследования фильтрации выполнялись аналитическими методами на основе гидравлических моделей с использованием отдельных результатов «рогах гидромеханических решений и численных методов расчета. Экспериментальные исследования выполнялись методом элеетрогидродинамических аналогий (ЭГДА), при этом использовались известные ортогональные и косоугольные гидродинамические сетки изотропных и анизотропных областей фильтрации с последующим преобразованием их с помощью прикладных программ на ЭВМ. Обработка опытных данных осуществлялась известными методами математической статистики.

Достоверность научных результатов обусловлена использованием при моделировании аттестованного оборудования и приборов, изотропных и анизотропных электропроводных материалов с соблюдением законов физического подобия натуры и модели, сопоставлением результатов автора, полученных теоретически и по методу ЭГДА, с данными отечественных и зарубежных ученых, а также с итоговыми результатами точных гидромеханических решений и численных подсчетов для частных случаев. Для некоторых расчётных схем в экспериментальных исследованиях использовались стандартные при-

кладные программы на ЭВМ. Обработка эмпирических данных осуществлялась апробированными методами математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующих выносимых на защиту положениях:

- разработаны методики построения косоугольных гидродинамических сеток движения фильтрационного потока и определения по ним параметров фильтрации в анизотропных земляных плотинах, усовершенствована модель анизотропной электропроводной среды;

- усовершенствованы существующие и разработаны новые методы фильтрационного расчета земляных плотин с внешним, внутренними и комбинированными дренажами с учетом горизонтальной и наклонной (прямой, обратной) анизотропной водопроницаемости грунта тела;

- обоснованы местоположение и размеры дренажных устройств анизотропных земляных плотин, а также условия рационального применения наклонной укладки грунта в тело плотины;

- разработана новая конструкция зуба в земляной плотине на водопроницаемом основании ограниченной мощности.

Практическую значимость работы составляют:

- методы фильтрационного расчета земляных плотин с различными типами дренажа при наличии горизонтальной, наклонной (прямой, обратной) анизотропной водопроницаемости грунта тела;

- обоснованные конструкции, местоположение и размеры различных типов дренажей (внешнего, внутреннего и комбинированного) земляных плотин с учетом анизотропных свойств грунта тела и новая конструкция зуба с выпуклой криволинейной низовой гранью;

- рекомендации по использованию рациональных схем наклонной укладки грунта в тело плотины, обеспечивающих наибольшую противофильт-рационную эффективность;

- методики построения косоугольных гидродинамических сеток и получения анизотропной электропроводной среды.

Результаты выполненных исследований внедрены в проекте земляной плотины Сагошшшского водохранилища, выполненных институтом «Каб-балкгипроводхоз». Расчетный экономический эффект составил 175,768 тыс. руб. Результаты исследований нашли также практическое использование при чтении дисциплины «Гидротехнические сооружения» в учебном процессе ФГОУ ВПО «КБГСХА» и ФГОУ ВПО «НГМА».

Апробация работы. Основные результаты исследований докладыва-

лись на научных конференциях ФГОУ ВПО «НГМА» (Новочеркасск 2005 г.), П-й Всероссийской конференции «Вопросы повышения эффективности строительства» (Нальчик 2004 г.), на семинарах-совещаниях кафедры «Гидротехнические сооружения» ФГОУ ВПО «НГМА» (Новочеркасск 2003-2006 г.), кафедры «Природообустройство» ФГОУ ВПО «КБГСХА» (Нальчик 20032006 г.).

Личный вклад автора. Постановка проблемы, формулирование задач и нахождение их теоретических и экспериментальных решений, а также приведенные в работе научные и практические результаты, их анализ и окончательные выводы выполнены автором лично при консультациях научного руководителя. В проведении отдельных экспериментов по исследованию земляных плотин с комбинированными типами дренажа принимали участие сотрудники кафедры «Природообустройство» КБГСХА и кафедр «Гидротехнические сооружения» и «Гидравлика и инженерная гидрология» НГМА.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 в центральной печати {в журнале «Гидротехническое строительство»), получено положительное решение по патенту на изобретение по заявке № 2004131178 от 23.05.06 г.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, и списка литературы. Общий объём диссертации составляет 172 страницы текста, включая 35 рисунков, 8 таблиц, список использованных литературных источников из 142 наименований, в том числе 16 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, определены цель и основные задачи работы, достоверность полученных результатов, изложены научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе дается обобщение и анализ существующих конструкций земляных плотин с различными типами дренажа, технологии их возведения и методов их расчетного обоснования и проектирования. Рассматриваются основные причины возникновения фильтрационной анизотропии грунта плотины и существующие метода фильтрационного расчета земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости.

Земляные плотины являются самым древним и распространенным типом водоподпорных сооружений. Наиболее часто возводятся однородные земля-

кые плотины с различными типами дренажа; внешним (наело кным), внутренними (дренажной призмой, пластовым, ленточным) или комбинированными. Комбинированные дренажи особо эффективны в случаях анизотропной проницаемости грунта плотины, когда внутренние типы дренажа, в ряде случаев, не в состоянии перехватить весь фильтрационный поток.

Анизотропия (горизонтальная и наклонная) грунта в теле земляной плотины возникает как вследствие физико-механических свойств уплотненного грунта, так и как результат технологических особенностей применяемого метода возведения плотины. Анизотропия грунта, возникающая как в насыпных, так и в намывных земляных плотинах, характеризуется различной его водопроницаемостью в вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом она оказывает существенное влияние на положение депресснокной поверхности, высоту высачивания, фильтрационный расход, кроме этого весьма существенно изменяется роль дренажных устройств, а потому и должна учитываться при фильтрационных расчетах.

Изучением фильтрации в земляных плотинах, в том числе с учетом их анизотропной водопроницаемости, занимались многие исследователи, как в России, так и за рубежом, среди которых: Н. Н. Павловский, Б. А. Замарин,. А. А. Угинчус, В. И. Аравнн, Ф. Б. Нельсон-Скорняков, П. Ф. Фильчаков, Н. И. Дружинин, Г. К. Михайлов, П. А. Шанкин, П. Я. Подубаринова-Кочина, В. П. Недрига, Л. Н. Рассказов, А, Ф. Самсьо, Ж. Козени, Л. Казагранде, X. Р. Це-дергрен, К. Маллет, X. Б. Абаджиев, К. Н. Анахаев, Г, И. Покровский, Л. И. Малышев, Э. А. Гарбовский, В. С. Лапшенков, В. А. Мелентьев и др.

Наиболее мощный метод фильтрационного расчета земляных плотин, основанный на решении основного уравнения фильтрации численными методами на ЭВМ, разработан Л. Н. Рассказовым, Н. А. Анискиным, В. Г. Желанки-ным и др. Этот метод позволяет учитывать при расчете многие факторы: неоднородность тела плотины, сложный рельеф, пространственность, НДС плотины, анизотропную водопроницаемость и т. д. Однако этот метод требует большого объема работ по составлению программ на ЭВМ и больших затрат машинного времени при расчете, а потому используется, как правило, на завершающих стадиях проектирования для окончательно выбранного варианта плотины.

Решение же задачи фильтрации в анизотропной земляной плотине точными методами весьма затруднительно, в связи с чем в практике фильтрационных расчетов таких плотен широкое распространение получили приближенные гидравлические методы, основанные на преобразовании координат по

методу А. Ф. Самсьо. Задача решается на искаженном изотропном профиле плотины экспериментальными или теоретическими методами, а полученные результаты путем обратного пересчета переносятся на заданный профиль плотины.

Однако существующие методы фильтрационного расчета анизотропных земляных плотин до настоящего времени остаются несовершенными и зачастую ограничиваются лишь общими рекомендациями по порядку расчета, в частности они не учитывают, что искаженные профили земляных плотин могут приобретать достаточно узкие линейные размеры соответствующие трапецеидальным ядрам, к которым неприменимы методы фильтрационного расчета земляных плотин.

Во второй главе на основе теоретических и экспериментальных исследований фильтрации в анизотропных земляных плотинах разработана методика построения косоугольных гидродинамических сеток фильтрации на заданных профилях плотин. Разработан новый усовершенствованный метод подсчета фильтрационного расхода через косоугольные гидродинамические сетки анизотропных земляных плотин. Приведены результаты экспериментального моделирования по методу ЭГДА фильтрации в анизотропных земляных плотинах, с созданием соответствующей искусственной анизотропии электропроводной бумаги.

Гидродинамическую сетку фильтрации для анизотропной земляной плотины, имеющую косоугольную форму ячеек (рис. 1, а), получают путём растяжения ортогональной гидродинамической сетки, предварительно построенной для искажённой изотропной модели плотины. Для построения опытных косоугольных гидродинамических сеток в анизотропных грунтовых плотинах, предлагается использовать следующий новый приём. Выбранный профиль ядра плотины с нанесённой на него (как правило, методом ЭГДА.) ортогональной гидродинамической сеткой фильтрации путём сканирования вводится в память ЭВМ. Затем, с помощью стандартных прикладных программ данный профиль растягивается в горизонтальном направлении на величину, равную коэффициенту деформации X, зависящему от заданной анизотропии грунта. Одновременно в таком же соотношении растягивается и гидродинамическая сетка, превращаясь из ортогональной в косоугольную для анизотропных грунтовых плотин, которая затем и выводится на печать принтера. Примеры таких преобразований приведены на рис. 1 и 2, где из исходных изотропных ядер различного профиля с нанесёнными ортогональными гидродинамическими сетками (рис. 2, а, б; рис. I, в) с помощью вышеизложенной

методики получены косоугольные сетки фильтрации для анизотропных грунтовых призм (рис. 2, г-е) с различными значениями анизотропии грунта. Гидродинамическую сетку фильтрации для анизотропной земляной плотины можно построить также на искаженном профиле плотины с помощью известного графо-аналитического метода проф. Анахаева К. Н., с последующим переносом полученных результатов вышеописанным приемом на заданный профиль плотины.

При вычислении удельных фильтрационных расходов (Aq) по лентам расхода с косоугольными ячейками затруднения вызывает правильное определение коэффициента фильтрации грунта к„ в отдельно выбранной ячейке abode (рис. 1,6):

= (1)

где АН, Д/(и ДSi-соответственно, падение напора, длина средней линии тока и средняя толщина живого сечения потока по нормали к линиям токов.

В связи с этим для оценки водопроницаемости грунта в каждой отдельной ячейке предлагается ввести в рассмотрение осредненное значение коэффициента фильтрации в них, равное по величине коэффициенту фильтрации грунта ка = кft в центральной части косоугольной ячейки abode по направлению срединной линии тока т~п (см. рис. 1, б). При этом для определения значения р при а £ 25° рекомендуется использовать, полученную на основе обработки более 120 опытных значений (рис. 3) углов наклона а к горизонтали касательных к срединным линиям тока т-п (рис. 1, б) в центральных частях ячеек косоугольных гидродинамических сеток (рис. 1, а; рис. 2 , г-е), зависимость: ¡п,

/7 = 1-0,28*аг. (2)

Известная же формула проф. Е. А. Замарина:

(3)

\+\k'/k^tga

■г

в диапазоне 0°£ а £ 25е изменения углов а даёт сильно заниженные результата (до 60% и более).

Результаты сравнения величин фильтрационных расходов, подсчитанных (по указанным формулам) по ортогональным и косоугольным гидродинамическим сеткам для грунтовых плотин различного профиля, приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Сравнение опытных величин д, определённых по ортогональ-

ным и косоугольным гидродинамическим сеткам.

Лэ п/п Параметры анизотропных плотин (в усл. ед. при Н=1) Опытные значения фильтрационных расходов q

по ортогональным гидродинамическим сеткам по косоугольным гидродинамическим сеткам во (1)

на основе формулы Замаркна Е.А.О) % на основе формулы автора(2) %

1 Ш|-0,48; ш2»2,] 1; Ь—0,41; Ь-З; ку»1; к,-16; Х«4;А»1б(рис.1,а) 4,11 (рис. 1, в) 3,48 -15,3 «1 +2,4

2 тгЗ.2; тг-0; Ь-0,56; Ь=3,7б; ку-0,25; к,-4; Ь[-0,80; Х-4; А"1б (рис. 2,г) 1,05 {рис. 2, а) 0,58 -44,7 1,06 +0,9

3 т)=0; т*»3,2; Ь-0,56; Ь-3,76; к,-0,25; к,-4; (1,-0.88; Х-4; А-16 (рис. 2Г д) 0,78 (рис. 2, б) 0,72 -7,7 0,75 -3,8

4 ш,-2,11; т1-2,П; Ь-1,18; 1^5,40; >(,=0,1185; к,=8,438; Ь,-0,«б;Л-8,43«;А-71,2 (рисЗ, е) 1,13 (рис. 2, в) 0,37 -67,3 1,17 ■»•3,5

Как видно из таблицы, значения фильтрационных расходов, определенные по предлагаемому методу, дают достаточно хорошую сходимость (до 3-4%) с опытными величинами ортогональных гидродинамических сеток, что даёт основание рекомендовать формулу (2) для практических расчётов в интервале углов 0°£ а £ 25°.

В главе показано также, что исследования фильтрации в анизотропно-водопроницаемых грунтах методом ЭГДА могут выполняться на моделях из однородно-изотропных и анизотропных электропроводных материалов. При использовании в моделировании однородной электропроводной бумаги всю область с анизотропной водопроницаемостью преобразуют в фиктивную с изотропной водопроницаемостью грунта: к^ = -ку , геометрически сжимая её в направлении главной оси анизотропии моделируемого грунта пропорционально величине коэффициента деформации X, равного: Лш^кж/кг. Для такой расчётной изотропной модели области фильтрации известными мето-

дами строят гидродинамическую сетку, по которой определяются все необходимые параметры фильтрационного потока. После этого, полученные результаты путём обратного пересчёта переносятся на первоначально заданную область фильтрации.

При моделировании фильтрации в анизотропных грунтовых плотинах методом ЭГДА предложено использовать электропроводную бумагу с выполненными на ней в шахматном порядке разрезами в направлении главной оси анизотропии (оси х). Длина разрезов (а), расстояние между разрезами (6), а также расстояние между соседними линиями разрезов (Г) (рис. 4) могут варьироваться в широких пределах, в зависимости от фильтрационной анизотропии моделируемого грунта. Результаты, выполненных опытов с нанесением разрезов по схеме рис. 4 на квадратных (10x10см) образцах электропроводной бумаги при 1=0,2 см и различных значениях а и Ь представлены в таблице 2. Таблица 2- Результаты экспериментальных исследований по моделированию

анизотропной области фильтрации.

№ л/п Параметры нанесенных разрезов (по рис. 4) Сопротивление образцов до нанесения разрезов, Юм Сопротивление образцов после нанесения разрезов, к Ом Коэффициент анизотропии моделируемого грунта Л

1 а=0,5см; £Ч),5см; /-0,2см Яск-Лщ.=3,4 Лщ™ 4; Дц,,=12 А-3

2 о=0(5 см; ¿>-1,0см; /=0,2см Jtd=Rcy-2,2 Ло* "2,7; А=2£2

3 в= 1,0см; Ь" 1,0см; М),2см Нож = Jfqy™2,2 Rot "2,7; Rzjy^ 16 А=5,93

4 е-],0см; Ь" 0,5см; /=0,2см JEnt = Rty^l Rcj K^=,20 Л=8

В третьей главе рассматриваются усовершенствованные методы расчета фильтрации в анизотропной земляной плотине с внешним (наслонным) и комбинированным (пластовым с наслонным) дренажами, не требующие использования виртуального метода преобразования координат.

Во многих случаях в составе земляных плотин предусматривается устройство комбинированного дренажа, например, пластового с наслонным (рис. 5). Использование его вызвано стремлением повысить надежность работы земляной плотины при усложненных условиях ее эксплуатации, в частности, в случаях горизонтально ориентированной анизотропии грунта тела плотины, возможности заиления и выхода из строя пластового дренажа, а также предотвращения попадания кривой депрессии в зону промерзания грунта низового откоса плотины. Земляная плотина с комбинированным дренажем работает следующим образом. При достаточном внедрении в тело земляной пло-

тины пластового дренажа 1а, большего некоторой критической ширины дренажа то есть при 1а^л\ , фильтрационный поток, не выклиниваясь на низовой откос плотины, полностью выходит в пластовый дренаж на ширине 1др, равной = 0,5? / к, где ц - удельный фильтрационный расход; к - коэффициент фильтрации грунта плотины. В случае же, когда 1Л фильтрационный поток выходит как в пластовый дренаж, так и высачивается на низовой откос плотины в наслонный дренаж на некоторой высоте А* (рис. 5).

Величина критической ширины пластового дренажа полученная из совместного решения уравнений кривой депрессии и линии низового откоса

плотины имеет вид: \}л ] = (1 + )■ /ф.

Фильтрационный расход д через земляную плотину с комбинированным дренажем может быть определен по формуле

(4)

где Н[ — глубина воды в верхнем бьефе; ¿/—расчетная ширина плотины, равная Ц = £ + —(Ь — Ь — В1Н])г}, которой Л - горизонтальное расстояние от уреза воды верхнего бьефа до начала пластового дренажа (точки А); Ь — ширина плотины по уровню воды верхнего бьефа; ^ = - коэффициент, зависящий от типа дренажа, равный: для наслонного дренажа {1А =0) 7 = для комбинированного дренажа (т)-\~1л /[/, ]; для пластового дренажа [Ы) Ц = 0, здесь ё] и — коэффициенты приведения верхового и низового клиньев плотины к эквивалентным (по расходу) прямоугольникам, равные

_ т,(1.5 + 0.8^') .

3.75(т, + 1.2'"') ' (5)

£г = и, .[1 + (1 + г, + \ЛЪ/Н1У*]\

Следует отметить, что при отсутствии пластового дренажа 1а~0 формула (4) даёт значение фильтрационного расхода для земляной плотины только с наслонным дренажем, а при — для земляной плотины только с пласто-

вым дренажем.

В случае фильтрации без высачнвания (рис. 5, кривая 4) очертание кривой депрессии описывается уравнением;

А = Я| /Г-^И, 'V ч + е

I- Б

(6)

в котором Аил- текущие координаты по рис. 5; Х^ — £ +; е- величина,

принимаемая равной:

при лс £ 0.5?,//. е = 0.5«,//,;

(7)

при х < 0.5?,//, £ =

При фильтрации же через земляную плотину с высачиванием потока на низовой откос (рис. 5, кривая 5) депрессионная кривая вычерчивается по зависимости;

А

1-

м

(8)

1 — Икт2

в которой I - горизонтальное расстояние от уреза воды верхнего бьефа до подошвы низового откоса плотины; е принимается по (7), а значение высоты высачивания при комбинированном виде дренажа А* находится по формуле:

(9)

где Ьр = К = т- • • (т^ + 0.4]+ 0.4 ; ц определяется для 1а£[1л]-к к

При этом некоторая часть фильтрационного расхода высачивается на низовой откос плотины и стекает по нему, а другая же часть - поглощается пластовым дренажем.

Высота наслонного дренажа к^ на низовом откосе плотины находится из условия недопущения попадания фильтрационного потока в зону промерзания грунта по формуле Анахаева-Гегиева А^Ак+(2о+0.01Я,), где а - заданная глубина промерзания грунта.

Для предельных частных случаев вышеизложенные расчётные зависимости для земляных плотин с комбинированным дренажем (пластовым с на-слонным) полностью совпадают с известными решениями проф. К. Н. Ана-хаева: земляной плотины с широким пластовым дренажем 1А> [1Л\ и без пластового дренажа /¿=0.

Фильтрационный расход через анизотропную земляную плотину с комбинированным (пластовым с наслонным) дренажем определяется по формулам (5-8) при к -кср= • к} с учетом ширины захода фильтрационного по-

тока в пластовый дренаж анизотропной земляной плотины С равной

При этом критическая ширина пластового дренажа находится при значе-

В данной главе приведены также расчетные зависимости для анизотропных земляных плотин только с наслонным дренажем, получаемые из вышеприведенного решения при значении 1А равном 1А= 0. Указанные зависимости позволяют с достаточно высокой точностью определять фильтрационный расход, высоту высачивания, положение депрессионной кривой и др., а также назначать высоту наслонного дренажа из условия непопадания фильтрационного потока в зону промерзания грунта.

. Сравнение результатов подсчёта по предлагаемому методу расчёта с опытными данными гидродинамических сеток, построенных X. Р. Цедергре-ном и др. учеными, а также по методу, предложенному Б. Маллетом в анизотропных земляных плотинах с внешним дренажем показало достаточно хорошую сходимость значений предлагаем pro метода с опытными данными (фильтрационного расхода — до S-б %, высоты высачивания — до 3 %), в то время как метод К. Маллета дает расхождения (занижение) до 40 % и более.

На рисунке 6 приведена опытная гидродинамическая сетка для анизотропной грунтовой плотины, полученная методом ЭГДА X. Р. Цедергреном, а также депрессионная кривая, построенная по предлагаемому автором методу. Как видно из рисунка расчетные данные достаточно точно согласуются с опытными.

При возведении земляных плотин грунт часто разравнивается слоями заданной толщины с некоторым уклоном в сторону верхнего или нижнего бьефа. Это приводит к тому, что главные оси фильтрационной анизотропии с кщ^ и не совпадают с горизонтальной и вертикальной осями координат, что создает наклонную анизотропную водопроницаемость.

При фильтрационном расчете заданную таким образом наклонно-анизотропную земляную плотину с главными осями анизотропии к„ш и , не совпадающими с осями координат хОу приводим к вспомогательной горизонтально-анизотропной плотине с главными осями анизотропии и ку . При этом линия «наибольшего расхода» 0-0 образует с осью х угол в (рис. 7), рав-U — h'

ный: в — arctg -!—^—, где А/ — высота высачивания фильтрационного

2L-k'lml

потока на низовой откос фиктивной плотины с аналогичными линейными размерами и изотропной проницаемостью грунта. Значения же составляющих коэффициента фильтрации К и ку определяются по зависимостям:

к | cos\8-«\ (, , у I

' ""и cos в 1 ainI (11)

к, ~ ■

В этом случае коэффициент деформации А. будет равен:

; 02)

V cos 0

В результате преобразования координат из исходной наклонно-анизотропной плотины в координатах хОу получаем фиктивную изотропную плотину в координатах х'Оу' с проницаемостью грунта к° , равной: it" = кмя -Ла, и линейными размерами: Mj = у2-; ^ ^ =

ла Яа Ха

Для такой фиктивной изотропной плотины известными методами находятся все необходимые параметры фильтрационного потока, которые затем переносятся на первоначально заданный профиль плотины.

В случаях наклонной анизотропии происходит, в целом, незначительное (до 7-9 %) изменение высоты высачивания А, по сравнению с горизонтальной анизотропией грунта. Изменения же относительных величин фильтрационных

_ а

расходов 5.— при различных значениях коэффициента анизотропии грунта А Я

в зависимости от угла наклона уложенных слоев грунта а для анизотропной земляной плотины с параметрами (в уел, ед.):Л]=1,6=1, mf*2, т?*2 показаны на рис. 8, из которого видно, что в наклонно-анизотропных плотинах происходит снижение фильтрационного расхода на 10-15 % по сравнению с горизонтально анизотропными плотинами. Величинами д"и q* обозначены фильтрационные расходы через земляные наклонно-анизотропные плотины при заданной величине угла а, и при значении а=0, то есть при горизонтальной укладке слоёв грунта.

Как показали проведенные исследования, наклонная анизотропия грунта оказывает менее негативное влияние на параметры фильтрационного потока в плотине, чем горизонтально ориентированная анизотропия. Это позволяет рекомендовать её в качестве одной из возможных мер борьбы с неблагоприятными воздействиями анизотропии на параметры фильтрации в земляных

плотинах, в частности снизить положение кривой депрессии, значения величии фильтрационного расхода и высоты высачивания.

В четвертой главе предложен усовершенствованный метод расчета фильтрации в изотропных и анизотропных земляных плотинах с внутренними типами дренажа (дренажной призмой, пластовым), а также комбинированным (пластовым с вертикальным) дренажем. Даны расчетные зависимости для определения фильтрационного расхода, положения кривой депрессии, высоты высачивания фильтрационного потока на внутреннем откосе дренажной призмы, величины захода кривой депрессии в пластовый дренаж. Высота высачивания фильтрационного потока при его выходе в дренаж-

( И V

ную призму определяется по формуле: А, = 1 —г™ * , в которой п - по-

I. н>)

казатель степени, зависящий от относительной ширины плотины, принимаемый: и=0.72+2.2-^- при ¿3; «=7.3+7.5 при ~*->3, где % - вели-

Л/7, Л/7,

чина высоты высачивания фильтрационного потока в дренажную призму при отсутствии воды в нижнем бьефе (при Я2 «0), определяемая по предлагаемой зависимости:

ф

{ 10

где £ = I при сг£60°; 4 = 1.2П--I при 60°<<т<90°; а - угол наклона верхового откоса мнимой дренажной призмы к горизонтали, равный: ст ~ аг

Положение депрессионной кривой в земляной анизотропной плотине с дренажной призмой (рис. 9) определяется по полученной зависимости:

„ Г 7+е , И] (Н1 „) г . у=Н II—---—--, где = ' ■■, тЛ -— + Я5 + £ + £

. При

этом ось абсцисс располагается на уровне воды нижнего бьефа.

Для определения параметров фильтрационного потока в анизотропных земляных плотинах с внутренними типами дренажей (пластовым (рис. 10)) в главе приведены расчетные зависимости, позволяющие с достаточно высокой точностью определять фильтрационный расход, положение депрессионной кривой и др., а также назначать минимальную ширину заглубления пла-

стового дренажа в тело плотины из условия непопадания фильтрационного потока в зону промерзания грунта.

Величина захода кривой депрессии в дренаж для анизотропных земляных

НгА

плотин с пластовым дренажем определяется по формуле: / = —1—.

Минимальное заглубление начала дренажа (точки А) в тело плотины (1Л ), обеспечивающее понижение депрессионной поверхности ниже зоны промерзания откоса толщиной а, определяется по полученной нами зависимости

+ <14>

где у - угол наклона откоса к горизонту; а - глубина промерзания грунта.

Проведенные по предлагаемой методике подсчеты для различных профилей анизотропных земляных плотин с пластовым дренажем дали результаты, достаточно хорошо согласующиеся с данными опытных гидродинамических сеток Абаджиева X. Б. и Цедертрена X, Р. В частности для плотины на рис. 11 (по Абаджиеву X. Б.) при сравнении с опытными величинами (в усл. ед.) Чоп =0,849 и /ф = 0,426 были получены следующие расчетные значения: ^ = 0,82; = 0,41, что дает погрешности по фильтрационному расходу 3,4 % и по величине захода 1фивой депрессии в пластовый дренаж 3,8 %, соответственно.

Расчет фильтрации в земляных плотинах с наклонной анизотропией грунта с пластовым дренажем выполняется аналогично приведенному в главе 3, определяя значение угла 0 по формуле: в = аг^ ——,

На рис. 12 показаны графики изменения относительных величин фильтра-_ *

ционных расходов 3.— для анизотропной земляной плотины с параметрами

(в усл. ед.): #1=1, т,-2 при различных значениях коэффициента анизотропии грунта А в зависимости от угла наклона уложенных слоёв грунта а. Здесь величинами д" и ^" обозначены фильтрационные расходы, через земляные плотины с пластовым дренажем и наклонной анизотропией грунта при заданной величине угла а и значении а = 0 .

Как видно из рис. 12 при обратном уклоне уложенных слоев грунта а<0 фильтрационный расход снижается до 25 % и более по сравнению с аналогичной величиной расхода в плотинах с горизонтально ориентированной а ни-

зотропией грунта, на такую же величину снижается и величина захода кривой депрессии в дренаж . В случае же прямого уклона уложенных слоев грунта

а> 0 фильтрационный расход незначительно увеличивается (до 10 %) по сравнению с аналогичной величиной расхода в плотинах с горизонтально ориентированной анизотропией грунта.

Фильтрационный расход (<?) через грунтовый массив с комбинированным (пластовым с вертикальным, рис. 13) дренажем, приняв расчётную схему грунтового массива с вертикальным низовым откосом, проходящим через

^ Н}

начало дренажа — точку А, определим по формуле: д = А • ~ту , где Н, - на-

А

пор на сооружении, Ь - горизонтальное расстояние от уреза воды верхнего бьефа до начала пластового дренажа.

При заглублении начата пластового дренажа длиной 1Л в тело грунтового

массива на величину меньшую =0,5-д/к) будет происходить выклинивание фильтрационного потока на низовой откос.

Исходя из предположения линейной зависимости А/ от 1А в пределах 0£1а< {¿>р, для определения высоты высачнвания в грунтовой перемычке с комбинированным дренажем предлагается следующая формула

14=7 {к"21")' (15) где значения коэффициента г, как показали исследования автора равны:

т = 0,74 тгрнШ,^1; ПРИ //Я,<1; при

1/Н1 & 0.35.

Уравнение кривой депрессии в грунтовых противофильтрационных устройствах (перемычках) с комбинированным дренажем описывается по предлагаемой автором зависимости: А = /н1 - ( где И, у — текущие ко-

V Ь*1л

ординаты по рис. 13; А; — высота высачивания, определяется по формуле (15).

В случае анизотропной водопроницаемости материала грунтовых массивов необходимо учитывать соответствующие изменения свойств грунта, характеризующегося коэффициентом анизотропии А грунта противофильтра-ционного элемента.

В пятой главе даны рекомендации по методам расчетного обоснования и формированию профиля земляных плотин с различными типами дренажа

(внешними, внутренними, комбинированными) с учетом горизонтальной и наклонной (прямой, обратной) анизотропной водопроницаемости грунта.

Разработаны рекомендации по совершенствованию конструкций земляных плотин с анизотропной водопроницаемостью грунта, в частности, разработаны рекомендации по определению местоположения и размеров дренажных устройств, обеспечивающие защиту насыщенного водой грунта от попадания в зону промерзания. Даны рекомендации по укладке грунта наклонными слоями с уклоном в сторону верхнего бьефа, что позволит снизить на 2030 % негативное влияние анизотропии на параметры фильтрационного потока. Предложена усовершенствованная конструкция противофильтрационного устройства грунтовой плотины с зубом на проницаемом основании, позволяющая повысить надежность сооружения за счет снижения выходных градиентов напора, новизна которой подтверждена положительным решением ФИПС № 2004131178 от 23.05.06 г.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Во многих случаях при строительстве земляных плотин грунт приобретает анизотропную (горизонтальную и наклонную) водопроницаемость. Существующие в настоящее время методы фильтрационного расчета таких анизотропных земляных плотин достаточно трудоемки и в большинстве случаев ограничиваются лишь приведением порядка проведения подобного расчета. В частности, при этом не учитываются факторы приобретения искаженным профилем анизотропных земляных плотин линейных размеров трапецеидальных ядер, наличия различных типов дренажа, в том числе комбинированных, наклонную анизотропную водопроницаемость и т. д. Эти обстоятельства приводят, в рдде случаев, к авариям и разрушениям земляных плотин.

2. Разработана усовершенствованная методика построения косоугольных гидродинамических сеток в анизотропных земляных плотинах с различными типами дренажа с использованием прикладных программ на ЭВМ, что позволяет существенно упростить и ускорить процесс построения косоугольной гидродинамической сетки и определять по ним необходимые параметры движения фильтрационного потока с достаточно высокой точностью (до 3-4 % по сравнению с данными экспериментов по методу ЭГДА).

Усовершенствована методика моделирования фильтрации в анизотропных земляных плотинах методом ЭГДА путем изготовления анизотропной электропроводной бумаги со специальными разрезами.

3. На основании теоретических исследований разработаны методы фильтрационного расчета горизонтально - и наклонно-анизотропных земляных плотин с внешним (наслонным) и комбинированным (пластовым с наслонным) дренажами, результаты которых дают хорошую сходимость (до 5-6 %) с результатами экспериментов по методу ЭГДА, а для отдельных частных случаев результаты разработанных методов полностью согласуются с известным точным гидромеханическим решением Ж. Козени.

4. Обоснованы методы фильтрационного расчета анизотропных земляных плотин с внутренними (дренажной призмой, пластовым) и комбинированным (пластовым с вертикальным) дренажами. На основании гидравлических исследований фильтрации в таких плотинах получены расчетные зависимости для определения фильтрационного расхода, положения кривой депрессии, величины захода кривой депрессии в сторону пластового дренажа, высоты вы-сачивания фильтрационного потока на внутреннем откосе дренажной призмы и др. Установлено, что величина захода кривой депрессии в сторону пластового дренажа прямо пропорциональна коэффициенту анизотропии грунта тела - А. Результаты расчетов по предлагаемым зависимостям достаточно хорошо (до 4-5 %) согласуются с данными метода ЭГДА, точных решений и опытных гидродинамических сеток X. Р. Цедергрена и X. Б. Абаджиева.

5. Даны рекомендации по использованию внешнего (наслонного), внутренних (пластового, ленточного, дренажной призмы) и комбинированных дренажей в анизотропных земляных плотинах, позволяющих предотвращать попадание фильтрационного потока в зону промерзания грунта.

Приведены также рекомендации по укладке слоев грунта с возможно большим уклоном (исходя из условий производства работ) в сторону верхнего бьефа сооружения, что на 20-30 % снижает величину фильтрационного расхода и длину рабочей части внутренних дренажей.

Выявлено, что в анизотропных земляных плотинах по сравнению с изотропными происходит гораздо более равномерное гашение действующего на плотину напора, что является положительным фактором в обеспечении фильтрационной устойчивости грунта как в приподошвенной части плотины, так и в околотрубных зонах при наличии водопропускных сооружений в теле плотин.

6. Разработаны методы фильтрационного расчета горизонтально - и наклонно-анизотропных земляных плотин с различными типами (внешним, внутренними, комбинированными) дренажа. Получены расчетные зависимости для определения необходимых размеров наслонного дренажа на низовом

откосе плотимы, заглубления внутренних дренажей в тело плотины, размеров дренажных устройств, обеспечивающих непромерзание насыщенного водой грунта в земляных плотинах с анизотропной водопроницаемостью. Разработана усовершенствованная конструкция грунтовой плотины с зубом на проницаемом основании ограниченной мощности, позволяющая повысить надежность сооружений данного типа за счет снижения выходных градиентов напора.

Результаты диссертационной работы внедрены в проекте реконструкции земляной плотины Сагопшинского водохранилища, выполненным институтом «Каббалкгипроводхоз» с расчетным экономическим эффектом 175,768 тыс. руб. Результаты работы используются также в учебном процессе ФГОУ ВПО «КБГСХА» и ФГОУ ВПО «НГМА» при чтении дисциплины «Гидротехнические сооружения».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ляхевич Р. А. Расчёт фильтрации в анизотропных плотинах. // Вопросы повышения эффективности строительства. В, 2. /КБГСХА. Нальчик, 2004. С. 155-159.

2. Анахаев К, Н., Ляхевич Р. А. К расчёту фильтрации в анизотропных грунтовых плотинах. //Вопросы повышения эффективности строительства. В. 2. /КБГСХА. Нальчик, 2004. С. 176-182. (50% автора).

3. Анахаев К. Н,, Ляхевич Р. А. Фильтрация в анизотропных грунтовых плотинах //Гидротехническое строительство, 2005, №4. С. 19-22. (50 % автора).

4. Ляхевич Р. А. К вопросу о моделировании фильтрации в анизотропных средах методом ЭГДА //Мелиорация антропогенных ландшафтов. Т. 23. Новочеркасск, 2005. С. 114-120.

5. Анахаев К. Н., Ляхевич Р. А., Ищенко А. В. Фильтрационный расчет земляной плотины с комбинированным дренажем //Гидротехническое строительство, 2006, Ка 1. С. 35-38 (40 % автора).

6. Анахаев К. К, Ляхевич Р. А. К фильтрационному расчету анизотропных земляных плотин с наслонным дренажем. // Гидротехническое строительство, 2006, № 9. С. 19-22 (50 % автора).

7. Ляхевич Р. А., Амшоков Б. X., Шогенова Ж. X. Фильтрация через грунтовый массив с комбинированным дренажем. // Вопросы повышения эффективности строительства. В. 3. /КБГСХА. Нальчик, 2006. С. 147150 (40% автора).

горизонталь

а) дебета ктыькый профшп. анизотропной грунтовой плотины; б) расчётная схеиалеЯхи косоугольной гилродкна м нч ее кой стк, в) искаженный изотропный 1фофидь грунтовой ллеп

Рисунок 1 • Фняьтрада* * анизотропных эскмкых плотинах ") г)

1 ~----- 4 Ч-1

1 Н-1 уб&гй [ /Щ ч-«| /г

1- ' ■ 0,779

q -1,05

:,-Т1ЛС, 9" 1.13

а*111 Г

Ресуио* 2 - Ортогональные к косоугольные гидродинамические сетей фильтрация: 1-е) лая изотропных ядер; г-е) ди анизотропных груетовьп плотен

1 • опытные значения угао» щ 2 • (рафнк зависимости

3 и4-"и>же по формуле ЗадаринаЕ. А. дм Л=4 н ¿«8,438

РнсунокЭ -Графякнзависимости

/ I

ь

<—>

а

<->1

Ъ

<—>

а

<->

РксуЕож 4 - Схема нанемнил разрезов на однородную электропроводную бумагу

1 • тело геылаяой гшотини; 2 и 3 - ко^кннроаанниа лрсшж (шистовый с наспанным); 4,5 н 6 - положения депресснонных кривы*, состоетстаеняо, яри значении «д

Рисунок 5-Расчета» схема фильтрации через эемялную плотину с коибншфованвык дренаокм (аямтоеын с наслоняым)

в, -I

1 - опитое положение кривой депрессии;

2 - расчетное положение кривой депрессии

Рисунок 6 - Опытом гидродинамическая сетка фнлирации и анизотропной земляной плогии (при ».. -и,) по Цедергрену X. Р.

тт ь'-ы\ш (

V ч|

в,

А>

г-т.

Рисунок 7- Расчетные схемы фильтрации * »е«л«ных плотинах без дренажа и наклонной анизотропией груша нх тела: а) заданный ггрофндь анизотропной плоттшы; 6) «искаженный» изотропный лрофша плотины

-30 -1М<1.».10-1 №

Рисунок I - Графики зависимостей относпекышх удельных расходов ■ анккпропныхкмлхных плотинах при правды и обргшои уклоне укладываемых слое» груша

К>

1,0 0,8 0,6 0.4

оа

10 20 30 40 50 60 70 80 90

I - по точному решению Попубариново&Кочнной Г7- Я.; 2 - по предлагаемой зависимости

Рисунок 9 - Ранетка* схема к определению высоты выеачиваюи в земляных плошнах с дреквжноб цризмой

Рнсунок 12 «Графики изменения относительных величин фильтрационных раехадов в анизотропных плотинах е гогастоеык лренажек в зависимости от уклонов укладываемых слоев грунта

Рисунок Ш - Расчетная схем» фильтрации в анизотропной земляной плотине с Пластовым дренами

У

Я-1 т, • 3 * " * ом

-77>-ж 0 ^.ьскн ¡(.-(и«,

Рисунок 11 - Фялирацм в ашио1ропвой земляной таоиве

¡4<1& и 1г0. соответственно; 3 • комбинированный (шгасговый с кртикальныы) дренаж

Рисунок 13 -Схема к расчету фнльтрапяи через зеилгау» перемычку с комбинированным дренахгеи

Подписано в печать 03.10.2006г. Формат 60*84|Л6

Объем 1,0 уч. изд. листов._Тираж 100 экз._Заказ № зет

Типография НГМА, 346428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская, 111.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАСЧЁТА ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ДРЕНАЖА С УЧЁТОМ АНИЗОТРОПНОЙ

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ТЕЛА ПЛОТИНЫ.

1.1. Конструкции земляных плотин и их дренажей.

1. 1. 1. Конструкции земляных плотин и технологии их возведения.

1. 1.2. Конструкции дренажей земляных плотин.

1. 2. Оценка условий возникновения анизотропной водопроницаемости грунта в теле земляных плотин.

1.3. Методы расчёта фильтрации в земляных плотинах с учетом их анизотропной водопроницаемости.

1.3.1. Методы фильтрационного расчета изотропных земляных плотин.

1.3.2. Моделирование фильтрации в анизотропных средах по методу электрогидродинамических аналогий (ЭГДА).

1.3.3. Методы фильтрационного расчета земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЛЬТРАЦИИ В ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИНАХ С АНИЗОТРОПНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ ГРУНТА.

2.1. Теоретические основы методов фильтрационного расчета анизотропных земляных плотин.

2.2. Разработка метода определения параметров фильтрации в анизотропных земляных плотинах по косоугольным гидродинамическим сеткам фильтрации.

2. 3. Усовершенствование методики построения косоугольных гидродинамических сеток в анизотропных земляных плотинах.

2.4. Экспериментальное моделирование фильтрационного потока в анизотропных средах по методу электрогидродинамических аналогий.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЁТ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ С ВНЕШНИМ (НАСЛОННЫМ) И КОМБИНИРОВАННЫМ (НАСЛОННЫМ С ПЛАСТОВЫМ) ДРЕНАЖЕМ С УЧЁТОМ

АНИЗОТРОПНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТА ПЛОТИНЫ.

3.1. Расчёт фильтрации в горизонтально-анизотропных земляных плотинах с внешним наслонным дренажем (или отсутствии дренажа).

3.1.1. Фильтрационный расход через тело земляной плотины.

3. 1.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос земляной плотины.

3.1.3. Положение кривой депрессии в теле земляной плотины.

3. 1.4. Определение высоты наслонного дренажа в горизонтальноанизотропных земляных плотинах.

3. 2. Расчёт фильтрации в наклонно-анизотропных земляных плотинах с внешним наслонным дренажем (или отсутствии дренажа).

3.2.1. Фильтрационный расчет земляных плотин с прямым уклоном укладываемых слоев грунта.

3.2.2. Фильтрационный расчет земляных плотин с обратным уклоном укладываемых слоев грунта.

3.3. Фильтрационный расчёт изотропной земляной плотины с комбинированным (наслонным с пластовым) дренажем.

3. 3. 1. Фильтрационный расход через тело плотины.

3.3. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос и положение кривой депрессии в теле плотины.

3.3.3. Определение высоты наслонного дренажа в земляной плотине с комбинированным дренажем.

3. 4. Фильтрационный расчёт анизотропной земляной плотины с комбинированным (наслонным с пластовым) дренажем.

3.4.1. Фильтрационный расход через тело плотины.

3.4. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос и положение кривой депрессии в теле земляной плотины.

3.4.3. Определение высоты наслонного дренажа в анизотропной земляной плотине с комбинированным дренажем.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЁТА ФИЛЬТРАЦИИ В ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИНАХ С ВНУТРЕННИМИ И КОМБИНИРОВАННЫМИ ДРЕНАЖАМИ С УЧЁТОМ АНИЗОТРОПНОЙ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТА ПЛОТИНЫ.

4. 1. Расчет фильтрации в изотропной земляной плотине с дренажной призмой.

4.1.1. Фильтрационный расход через тело плотины.

4. 1.2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос земляной плотины.

4. 1.3. Положение кривой депрессии в теле плотины.

4. 2. Расчет фильтрации в анизотропной земляной плотине с дренажной призмой.

4. 2.1. Фильтрационный расход через тело плотины.

4. 2. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовой откос плотины.

4.2. 3. Положение кривой депрессии в теле плотины.

4.3. Расчет фильтрации в анизотропных земляных плотинах с пластовым дренажем.

4. 3. 1. Фильтрационный расход через тело плотины.

4. 3. 2. Положение кривой депрессии в теле плотины.

4. 3. 3. Определение заглубления дренажа в тело анизотропной плотины.

4. 4. Расчёт фильтрации наклонно-анизотропной земляной плотины с пластовым дренажем.

4. 5. Расчёт фильтрации в изотропной земляной перемычке с комбинированным (пластовым с вертикальным) дренажем.

4. 5. 1. Фильтрационный расход через тело перемычки.

4. 5. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовую грань и положение кривой депрессии в теле земляной перемычки.

4. 6. Фильтрационный расчёт анизотропной земляной перемычки с комбинированным (пластовым с вертикальным) дренажем.

4. 6. 1. Фильтрационный расход через тело перемычки.

4. 6. 2. Высота высачивания фильтрационного потока на низовую грань и положение кривой депрессии в земляной перемычке.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДОВ ФИЛЬТРАЦИОННОГО РАСЧЁТА И ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ЗЕМЛЯНЫХ ПЛОТИН.

5. 1. Рекомендуемые методы фильтрационного расчёта земляных плотин с внешним наслонным дренажем (или отсутствии дренажа).

5.1. 1. Метод расчета фильтрации в горизонтально-анизотропной плотине.

5. 1.2. Метод расчета фильтрации в наклонно-анизотропной плотине.

5. 2. Рекомендуемые методы фильтрационного расчёта земляных плотин с внутренними дренажами (дренажной призмой, пластовым дренажем).

5.2. 1. Метод расчета фильтрации в изотропной земляной плотине с дренажной призмой.

5. 2. 2. Метод расчета фильтрации в анизотропной земляной плотине с дренажной призмой.

5. 2. 3. Метод расчета фильтрации в горизонтально-анизотропной плотине с пластовым дренажем.

5. 2. 4. Метод расчета фильтрации в наклонно-анизотропной плотине с пластовым дренажем.

5.3. Рекомендации по совершенствованию конструкций земляных плотин с различными дренажами с учетом анизотропной водопроницаемости грунта плотины.

5.3.1. Рекомендации по определению высоты наслонного дренажа в анизотропных земляных плотинах.

5.3.2. Рекомендации по определению заглубления пластового дренажа в тело анизотропной плотины.

5.3. 3. Рекомендации по определению высоты наслонного дренажа в анизотропной земляной плотине с комбинированным дренажем.

5.4. Усовершенствованная конструкция противофильтрационного устройства (зуба) в земляной плотине на проницаемом основании ограниченной мощности.

Выводы по главе 5.

Актуальность работы. В настоящее время использование богатейших гидроэнергетических ресурсов нашей страны невозможно осуществить без проектирования и строительства большого числа грунтовых водоподпорных сооружений. Они же необходимы и для решения других водохозяйственных задач, в частности, для создания водоемов и водохранилищ с целью водозабора, орошения, обводнения или в качестве оградительных дамб каналов [50] и регуляционных сооружений русел рек, а также при формировании накопителей промышленных отходов и т. д.

Грунтовые плотины составляют около 85 % всех проектируемых и построенных в мире плотин [6,19,87]. В России доля грунтовых плотин составляет более 80 %. Причем из всех построенных в мире плотин только лишь 1-2 % составляют плотины высотой более 100 м [19]. Широкое распространение в настоящее время грунтовых плотин в качестве водоподпорных сооружений обусловлено возможностью использования для возведения тела плотины дешевых местных грунтов, появлением мощных машин и механизмов для разработки, транспортирования и укладки грунтов, возможностью строительства плотин в сложных инженерно-геологических и сейсмических условиях и др.

В тоже время нередки случаи повреждений или разрушений грунтовых плотин, в том числе и с катастрофическими последствиям и человеческими жертвами. При этом наибольшее число разрушений грунтовых плотин (около 53 %) относится к земляным плотинам высотой от 15 до 30 м [6]. К основным причинам разрушений и повреждений земляных плотин относятся фильтрационные деформации грунтов тела и оснований плотин, вызванные во многих случаях их анизотропной водопроницаемостью. В связи с этим актуальное значение приобретают вопросы разработки более надежных методов фильтрационного расчета и проектирования земляных плотин с учётом анизотропной водопроницаемости материала тела плотины, возникающей как результат технологических особенностей их возведения.

Существующие методы фильтрационного расчёта земляных плотин до настоящего времени не в полной мере учитывают анизотропные свойства грунта тела, что сказывается на условиях строительства и эксплуатации плотин, а в ряде случаев является причиной их разрушений и аварий. Совершенствованию методов фильтрационного расчета земляных плотин с учетом анизотропной водопроницаемости грунтов их тела посвящена настоящая диссертационная работа, которая выполнена в рамках важнейших НИР ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» по проблеме «Надежность гидротехнических сооружений».

Целью диссертации является совершенствование методов фильтрационных расчетов и проектирования земляных плотин с учетом их анизотропной водопроницаемости на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выполнен анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования и строительства земляных плотин, существующих конструкций и методов их фильтрационного расчёта с учётом их анизотропной водопроницаемости.

2. Проведены теоретические и экспериментальные исследования фильтрации в земляных плотинах с анизотропной водопроницаемостью грунта для обоснования методики построения косоугольных гидродинамических сеток и определения по ним параметров фильтрации.

3. Обоснованы методы фильтрационного расчета земляных плотин с внешним, внутренними и комбинированными дренажами с учетом горизонтальных и наклонных анизотропных свойств грунта плотины.

4. Разработаны рекомендации по фильтрационному расчету земляных плотин с различными типами дренажа с учетом анизотропных свойств грунтов их тела, выбору их рациональной конструкции.

Методы исследований. Теоретические исследования фильтрации выполнялись аналитическими методами на основе гидравлических моделей с использованием отдельных результатов строгих гидромеханических решений и численных методов расчета. Экспериментальные исследования выполнялись методом электрогидродинамических аналогий (ЭГДА), при этом использовались известные ортогональные и косоугольные гидродинамические сетки изотропных и анизотропных областей фильтрации с последующим преобразованием их с помощью прикладных программ на ЭВМ. Обработка опытных данных осуществлялась известными методами математической статистики.

Достоверность научных результатов обусловлена использованием при моделировании аттестованного оборудования и приборов, изотропных и анизотропных электропроводных материалов с соблюдением законов физического подобия натуры и модели, сопоставлением результатов автора, полученных теоретически и по методу ЭГДА, с данными отечественных и зарубежных ученых, а также с итоговыми результатами точных гидромеханических решений и численных подсчетов для частных случаев. Для некоторых расчётных схем в экспериментальных исследованиях использовались стандартные прикладные программы на ЭВМ. Обработка эмпирических данных осуществлялась апробированными методами математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующих выносимых на защиту положениях:

- разработаны методики построения косоугольных гидродинамических сеток движения фильтрационного потока и определения по ним параметров фильтрации в анизотропных земляных плотинах, усовершенствована модель анизотропной электропроводной среды;

- усовершенствованы существующие и разработаны новые методы фильтрационного расчета земляных плотин с внешним, внутренними и комбинированными дренажами с учетом горизонтальной и наклонной (прямой, обратной) анизотропной водопроницаемости грунта тела;

- обоснованы местоположение и размеры дренажных устройств анизотропных земляных плотин, а также условия рационального применения наклонной укладки грунта в тело плотины;

- разработана новая конструкция зуба в земляной плотине на водопроницаемом основании ограниченной мощности.

Практическую значимость работы составляют:

- методы фильтрационного расчета земляных плотин с различными типами дренажа при наличии горизонтальной, наклонной (прямой, обратной) анизотропной водопроницаемости грунта тела;

- обоснованные конструкции, местоположение и размеры различных типов дренажей (внешнего, внутреннего и комбинированного) земляных плотин с учетом анизотропных свойств грунта тела и новая конструкция зуба с выпуклой криволинейной низовой гранью;

- рекомендации по использованию рациональных схем наклонной укладки грунта в тело плотины, обеспечивающих наибольшую противофильтраци-онную эффективность;

- методики построения косоугольных гидродинамических сеток и получения анизотропной электропроводной среды.

Результаты выполненных исследований внедрены в проекте земляной плотины Сагопшинского водохранилища, выполненных институтом «Каббалк-гипроводхоз». Расчетный экономический эффект составил 175,768 тыс. руб. Результаты исследований нашли также практическое использование при чтении дисциплины «Гидротехнические сооружения» в учебном процессе ФГОУ ВПО «КБГСХА» И ФГОУ ВПО «НГМА».

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на научных конференциях ФГОУ ВПО «НГМА» (Новочеркасск 2005 г.), П-й Всероссийской конференции «Вопросы повышения эффективности строительства» (Нальчик 2004 г.), на семинарах-совещаниях кафедры «Гидротехнические сооружения» ФГОУ ВПО «НГМА» (Новочеркасск 2003-2006 г.), кафедры «Природообустройство» ФГОУ ВПО «КБГСХА» (Нальчик 2003-2006 г.).

Личный вклад автора. Постановка проблемы, формулирование задач и нахождение их теоретических и экспериментальных решений, а также приведенные в работе научные и практические результаты, их анализ и окончательные выводы выполнены автором лично при консультациях научного руководителя. В проведении отдельных экспериментов по исследованию земляных плотин с комбинированными типами дренажа принимали участие сотрудники кафедры «Природообустройство» КБГСХА и кафедр «Гидротехнические сооружения» и «Гидравлика и инженерная гидрология» НГМА.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3 в центральной печати (в журнале «Гидротехническое строительство»), получено положительное решение по патенту на изобретение по заявке № 2004131178 от 23.05.06 г.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, и списка литературы. Общий объём диссертации составляет 172 страницы текста, включая 35 рисунков, 8 таблиц, список использованных литературных источников из 142 наименований, в том числе 16 зарубежных.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Во многих случаях при строительстве земляных плотин грунт приобретает анизотропную (горизонтальную и наклонную) водопроницаемость. Существующие в настоящее время методы фильтрационного расчета таких анизотропных земляных плотин достаточно трудоемки и в большинстве случаев ограничиваются лишь приведением порядка проведения подобного расчета. В частности, при этом не учитываются факторы приобретения искаженным профилем анизотропных земляных плотин линейных размеров трапецеидальных ядер, наличия различных типов дренажа, в том числе комбинированных, наклонную анизотропную водопроницаемость и т. д. Эти обстоятельства приводят, в ряде случаев, к авариям и разрушениям земляных плотин.

2. Разработана усовершенствованная методика построения косоугольных гидродинамических сеток в анизотропных земляных плотинах с различными типами дренажа с использованием прикладных программ на ЭВМ, что позволяет существенно упростить и ускорить процесс построения косоугольной гидродинамической сетки и определять по ним необходимые параметры движения фильтрационного потока с достаточно высокой точностью (до 3-4 % по сравнению с данными экспериментов по методу ЭГДА).

Усовершенствована методика моделирования фильтрации в анизотропных земляных плотинах методом ЭГДА путем изготовления анизотропной электропроводной бумаги со специальными разрезами.

3. На основании теоретических исследований разработаны методы фильтрационного расчета горизонтально - и наклонно-анизотропных земляных плотин с внешним (наслонным) и комбинированным (пластовым с наслонным) дренажами, результаты которых дают хорошую сходимость (до 5-6 %) с результатами экспериментов по методу ЭГДА, а для отдельных частных случаев результаты разработанных методов полностью согласуются с известным точным гидромеханическим решением Ж. Козени.

4. Обоснованы методы фильтрационного расчета анизотропных земляных плотин с внутренними (дренажной призмой, пластовым) и комбинированным (пластовым с вертикальным) дренажами. На основании гидравлических исследований фильтрации в таких плотинах получены расчетные зависимости для определения фильтрационного расхода, положения кривой депрессии, величины захода кривой депрессии в сторону пластового дренажа, высоты высачивания фильтрационного потока на внутреннем откосе дренажной призмы и др. Установлено, что величина захода кривой депрессии в сторону пластового дренажа 1др прямо пропорциональна коэффициенту анизотропии грунта тела - А. Результаты расчетов по предлагаемым зависимостям достаточно хорошо (до 4-5 %) согласуются с данными метода ЭГДА и опытных гидродинамических сеток X. Р. Цедергрена и X. Б. Абаджиева.

5. Даны рекомендации по использованию внешнего (наслонного), внутренних (пластового, ленточного, дренажной призмы) и кобинированных дренажей в анизотропных земляных плотинах, позволяющие полностью перехватывать фильтрационный поток, предотвратить попадание фильтрационного потока в зону промерзания грунта и т. д.

Приведены также рекомендации по укладке слоев грунта с возможно большим уклоном (исходя из условий производства работ) в сторону верхнего бьефа сооружения, что на 20-30 % снижает величину фильтрационного расхода и длину рабочей части внутренних дренажей.

Выявлено, что в анизотропных земляных плотинах по сравнению с изотропными происходит гораздо более равномерное гашение действующего на плотину напора, что является положительным фактором в обеспечении фильтрационной устойчивости грунта как в приподошвенной части плотины, так и в околотрубных зонах при наличии водопропускных сооружений в теле плотин.

6. Разработаны методы фильтрационного расчета горизонтально - и наклонно-анизотропных земляных плотин с различными типами (внешним, внутренними, комбинированными) дренажа. Получены расчетные зависимости для определения необходимых размеров наслонного дренажа на низовом откосе плотины, заглубления внутренних дренажей в тело плотины, размеров дренажных устройств, обеспечивающих непромерзание насыщенного водой грунта в земляных плотинах с анизотропной водопроницаемостью. Разработана усовершенствованная конструкция грунтовой плотины с зубом на проницаемом основании ограниченной мощности, позволяющая повысить надежность сооружений данного типа за счет снижения выходных градиентов напора.

Результаты диссертационной работы внедрены в проекте реконструкции земляной плотины Сагопшинского водохранилища, выполненным институтом «Каббалкгипроводхоз» с расчетным экономическим эффектом 175,768 тыс. руб. Результаты работы используются также в учебном процессе ФГОУ ВПО «КБГСХА» и ФГОУ ВПО «НГМА» при чтении курса «Гидротехнические сооружения».

1. Анахаев К.Н. Выбор экрана для каменно-земляных плотин.// Мелиорация и водное хозяйство. 1991, №3,40-42.

2. Анахаев К.Н. Пространственная фильтрация в ядрах каменно-земляных плотин./Мелиорация и водное хозяйство. 1991.-№7. с. 24-29.

3. Анахаев К.Н. Расчёт фильтрации в однородной грунтовой плотине на непроницаемом основании. // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. Новосибирск, 1990, №11, 71-75.

4. Анахаев К.Н. Расчёт фильтрации в однородной грунтовой плотине на непроницаемом основании. // Известия ВУЗов. Строительство. Новосибирск, 1991, №12, 62-64.

5. Анахаев К.Н. Расчёт фильтрации через грунтовую перемычку на непроницаемом основании. // Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. Новосибирск, 1990, №7, с. 78-82.

6. Анахаев К.Н. Совершенствование конструкции, методов расчётного обоснования и проектирования противофильтрационных устройств грунтовых плотин. Дис. . д. т. н. (05. 23. 07). Москва. МГУП, 1997, 521 с.

7. Анахаев К.Н. Фильтрационные расчеты земляных плотин. Нальчик, 1998, 34с.

8. Анахаев К.Н. Фильтрация в анизотропных грунтовых плотинах. Нальчик, 1998,42 с.

9. Анахаев К.Н., Гегиев К.А., Абидов М.М. Определение высоты наслонного дренажа земляных плотин.// Основные направления научного обеспечения агропромышленного комплекса Кабардино-Балкарской республики. Ч. III. Нальчик, 1999, с. 93-97.

10. Анахаев К.Н., Ляхевич Р. А. К расчёту фильтрации в анизотропных грунтовых плотинах. // Вопросы повышения эффективности строительства. В. 2, Нальчик, КБГСХА, 2004, 176-182.

11. Анахаев К.Н., Ляхевич Р. А. Фильтрация в анизотропных грунтовых плотинах. // Гидротехническое строительство, 2005, №4,19-22.

12. Анахаев К. Н., Ляхевич Р. А., Ищенко А. В. Фильтрационный расчет земляной плотины с комбинированным дренажем. // Гидротехническое строительство, 2006, № 1, 35-38.

13. Анахаев К. Н., Ляхевич Р. А. К фильтрационному расчету анизотропных земляных плотин с наслонным дренажем. // Гидротехническое строительство, 2006, №9, 19-22.

14. Анахаев К. Н., Ляхевич Р. А., Гегиев К. А., Амшоков Б. X. , Ищенко А. В. Грунтовая плотина на проницаемом основании ограниченной мощности. Положительное решение ФИПС № 2004131178 от 23.05.06 г.

15. Аравин В.И., Носова О. Н. Натурные исследования фильтрации. Л., 1969, 256 с.

16. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недефор-мируемой пористой среде. М., 1953, 616 с.

17. Аравин В.И., Нумеров С.Н. Фильтрационные расчёты гидротехнических сооружений. М.-Л., Стройиздат, 1955, 291с.

18. Бакалов X. А. Учёт фильтрации воды при проектировании элементов земляных плотин. Кандидатская диссертация. Л., 1974.

19. Боровой А.А., Михайлов Л.П., Моисеев И.С., Радченко В.Г. Современные тенденции в строительстве высоких грунтовых плотин. (Обзорная информация). М., Информэнерго,1982, 68с.

20. Боровой А.А., Евдокимов П.Д., Праведный Г.Х. Устройство водоупорных элементов плотины из местных материалов. Гидротехническое строительство, №5, 1973, 4-8.

21. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М., Наука, 1980, 976с.

22. Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические основы фильтрации воды. М., "Мир", (пер. с англ.), 1977,432 с.

23. Василишин Г.М. Исследование условий входа грунтового потока земляной плотины в нижний бьеф. Сборник трудов по технической физике. М.-Л., 1947,75-82.

24. Ведерников В.В. К вопросу фильтрации через земляные плотины. Ирригация и гидротехника, №5,1936, Ташкент, 37-53.

25. Веригин Н.Н. Расчёт дрены в потоке грунтовых вод с учётом высоты высачивания.// Доклады АН СССР, том LXX. М.,1950, №4, с. 581-584.

26. Гарбовский Э. А. Фильтрационные расчеты грунтовых плотин. М., УДН, 1998, 82 с.

27. Герсеванов Н.М. Итерационное исчисление и его приложения. М., Машст-ройиздат., 1950, 69 с.

28. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. // Под ред. В.П. Недриги. М.,1983, 543 с.

29. Гидрология и гидротехнические сооружения.// Под ред. Г.Н. Смирнова. М.,1988, 315 с.

30. Гидротехнические сооружения. Под. Ред. Гришина М.М. ч.1. М.: В. школа, 1979.615 с.

31. Гидротехнические сооружения.// Под ред. Н.П. Розанова. М., 1985, 384 с.

32. Гольдин А. Д., Рассказов JI.H. Проектирование грунтовых плотин. М.: Изд-во ЭАИ, 1987,304 с.

33. Гольдин A. Л., Рассказов JI.H. Проектирование грунтовых плотин. М.: Изд-воАСВ, 2001,384 с.

34. Горюнов С. М. Фильтрационные исследования земляной плотины Бадам-ского водохранилища. Бюллетень НТИ, № 6. Ташкент, 1968, 54-55.

35. Двайт Г. Б. Таблица интегралов и другие математические формулы. М., Наука, 1983,172 с.

36. Девисон Б. Б. Об установившемся движении грунтовых вод через земляные плотины. Записки Государственного гидрологического института. Т. 6. Л., 1932, 11-19.

37. Дружинин Н. И. Изучение региональных потоков подземных вод методом электрогидродинамических аналогий. М., Недра, 1966,336 с.

38. Дружинин Н. И. Метод электрогидродинамических аналогий и его применение при исследовании фильтрации. Под ред. В. И. Аравина. M.-JL, 1956, 275 с.

39. Журавлев Г. И. Земляные плотины. М.,1966, 254с.

40. Журавлев Г. И. Гидротехнические сооружения. М.,1979, 423с.

41. Замарин Е. А. Влияние укатки земляных плотин на фильтрацию через них. Докл. ВАСХНИЛ, в. 6,1952, с. 3-8.

42. Замарин Е. А. Гидродинамические сетки движения. Научные записки МИИВХ, в. 4,1937,91-120.

43. Замарин Е. А. Проектирование гидротехнических сооружений. М.,1961,452 с.

44. Замарин Е. А., Фандеев В. В. Гидротехнические сооружения. М.,1965, 623с.

45. Замарин Е. А. Фильтрация через земляные плотины. Ирригация и гидротехника, № 8,1935, Ташкент, 18-37.

46. Замарин Е. А. Фильтрация через укатанные земляные плотины. // Гидротехника и мелиорация, №6, 1952, с. 59-63.

47. Земляные насыпные плотины. Технические условия и нормы проектирования гидротехнических сооружений. M.-JI., ВНИИГ, 1941, 210с.

48. Каганов Г. М., Румянцев И. С. Гидротехнические сооружения. В 2-х кн. Кн. 1. М.: Энергоатомиздат, 1994,304 с.

49. Кнорре М. Е. Работа песчаных перемычек в физическом отношении и методы расчёта их. // Методология гидравлических расчётов, принятых при составлении проекта Запорожской ГЭС на реке Днепре. В. I. М., 1925,285-327.

50. Косиченко Ю. М. Каналы переброски стока России. Новочеркасск, 2004,470 с.

51. Косиченко Ю. М. Некоторые вопросы моделирования установившейся фильтрации и гибких флютбетов. // Гидротехнические сооружения мелиоративных систем, Новочеркасск, 1974,218-225.

52. Ляхевич Р. А. К вопросу о моделировании фильтрации в анизотропных средах методом ЭГДА. // Мелиорация антропогенных ландшафтов. Т. 23. Новочеркасск, 2005,114-120.

53. Ляхевич Р. А. Расчёт фильтрации в анизотропных плотинах. // Вопросы повышения эффективности строительства. В. 2, Нальчик, КБГСХА, 2004, 155159.

54. Ляхевич Р. А., Амшоков Б. X., Шогенова Ж. X. Фильтрация через грунтовый массив с комбинированным дренажем. // Вопросы повышения эффективности строительства. В. 3, Нальчик, КБГСХА, 2006,147-150.

55. Мальберт И. Э. О моделировании анизотропных грунтов. Постановка и состояние вопроса. // Тр. Транспортно-энергетического ин-та АН СССР, Зап.-Сиб. филиал, вып. 3. Новосибирск, 1951, 87-96.

56. Малышев Л. И. Расчёт горизонтального дренажа в неоднородных грунтах с учетом их анизотропии. Тр. СевНИИГиМ, в. 26, М., 1968, 58-66.

57. Маскет М. Течение однородных жидкостей в пористой среде. Перевод с англ. М., 1949, 628 с.

58. Меламут Д. Л. Гидромеханизация в мелиоративном и водохозяйственном строительстве. М., СИ, 1981,303 с.

59. Мелентьев В. А., Колпашников Н. П., Волнин Б. А. Намывные гидротехнические сооружения. М.: Энергия, 1973, 276 с.

60. Ненько Я. Т. Фильтрация воды через перемычки и плотины на непроницаемом основании. Харьков, 1936, 84с.

61. Ничипорович А.А. О деформациях и устойчивости плотин из местных материалов. Гидротехническое строительство, № 9,1964,21-27.

62. Ничипорович А.А. Плотины из местных материалов. М., 1973,320с.

63. Нумеров С. Н. О возможности пренебрежения силой инерции в динамическом уравнении стационарной фильтрации однородной несжимаемой жидкости в изотропной недеформируемой среде. Известия ВНИИГ, Т. 104,1974, 10-16.

64. Павловский Н.Н. Движение грунтовых вод. // Собр. соч. Т. II. М. -JL: Изд-во АН СССР, 1956, 771 с.

65. Павловский Н. Н. Ответ инж. Мелещенко. Гидротехническое строительство, №2-3,1932, 25-29.

66. Павловский Н.Н. О фильтрации воды через земляные плотины. Изв. сектора гидротехники и гидротехнических сооружений. Научно-мелиоративный институт, 1931, в. 24,1-196.

67. Павчич М.П., Радченко В.Г., Гинзбург М.В. Противофильтрационные устройства и крепления откосов грунтовых плотин. Проектирование и строительство больших плотин. Выпуск 4, М., 1982, 105с.

68. Панчишин В. И. Электропроводная бумага с анизотропной проводимостью. Киев, ДАН УССР, 1959, №4, с. 379-383.

69. Полубаринова Кочина П.Я. Расчёт фильтрации через земляную перемычку. ПММ, т. 4, № 1,1940, 53-64.

70. Полубаринова Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977,664 с.

71. Попов М.А., Румянцев И.С. Охрана окружающей среды при проектировании, строительстве и эксплуатации накопителей золошлаковых материалов тепловых электростанций. М.: МГУП, 2003, 241с.

72. Проектирование гидротехнических сооружений.// Под ред. И.М. Волкова. М.,1977, 245 с.

73. Проектирование и строительство больших плотин. В. 3. Проектирование и строительство плотин из местных материалов. Под ред. А.А. Ничипоровича. М., Энергоиздат, 1967, 168 с.

74. Проектирование и строительство больших плотин. В. 6. Жиленков В. Н. Фильтрационные исследования плотин и их оснований. Под ред. А.А. Борового. М., Энергоиздат, 1981,103 с.

75. Проскурников С. С. Применение метода ЭГДА к расчёту фильтрации через земляные валы и плотины. Труды Государственного гидрологического института. В. 8 (62). Л., 1948,188-196.

76. Рассказов Jl. Н. и др. Гидротехнические сооружения. Ч. I. М., СИ, 1996, 435с.

77. Рассказов JI. Н., Анискин Н. А. Фильтрационные расчеты гидротехнических сооружений и оснований. // Гидротехническое строительство, 2000, № 10,27.

78. Рассказов JL Н., Анискин Н. А., Желанкин В. Г., Малаханов В. В. И др. Фильтрация в грунтовых плотинах в плоской и пространственной постановке. // Гидротехническое строительство, 1989, № 11, 26-32.

79. Рейфман JI. С. Опытная виброукатка лёссовых грунтов для ядра высоконапорных земляных плотин. // Гидротехническое строительство, 1964, № 8,2428.

80. Рекомендации по проектированию обратных фильтров гидротехнических сооружений. П 92-80/ВНИИГ. Л., 1981,105 с.

81. Розанов Н. Н. Плотины из грунтовых материалов. М., Стройиздат, 1983,296 с.

82. Розанов Н. Н. Рекомендации по использованию углеотходов для строительства плотин. М., ВНИИ «ВОДГЕО», 1988,45 с.

83. Ронжин И. С. Основные условия фильтрационной устойчивости ядра грунтовых плотин. Труды Гидрпроекта, вып. 84,1982, 55-64.

84. Руководство по расчётам фильтрационной прочности плотин из грунтовых материалов. II. 55-76/ВНИИГ, Л., 1976,40с.

85. Руководство по расчётам фильтрационной прочности напорных сооружений ГАЭС. И. 93-81/ВНИИГ, Л., 1981,76 с.

86. Руководство по расчёту обратных фильтров плотин из грунтовых материалов. М., ВНИИ ВОДГЕО, 1982, 62 с.

87. Румянцев И.С., Мацея В.Ф. Гидротехнические сооружения. М., 1988,431 с.

88. Рылеев В. И. О максимальных градиентах фильтрационного потока в ядрах каменно-земляных плотин. Труды ин-та ВОДГЕО, вып. II, 1965,43-45.

89. СНиП 2.06.01.-86 Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М.,1987,43 с.

90. СНиП 3.07.01-85. Гидротехнические сооружения речные. М.,1985, 27 с.

91. СНиП II И.6 - 62. Плотины земляные насыпные. М., 1963,36 с.

92. СНиП П-53-73. Плотины из грунтовых материалов. Нормы проектирования. Л., 1983.

93. СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. Л., 1985,32 с.

94. Технический прогресс в проектировании и строительстве высоких плотин. М., Энергоиздат, 1976,143 с.

95. Угинчус А. А. Москва-волгострой. № 6-7,60-61.

96. Угинчус А. А. Новая гидравлическая теория фильтрации через земляные плотины. Гидротехническое строительство, № 11-12,1944,1-5.

97. Угинчус А. А. Новые формулы для расчёта фильтрации через земляные плотины. Гидротехническое строительство, № 5,1947,1-6.

98. Угинчус А. А. Расчёт фильтрации через земляные плотины. Л.-М., 1960, 144 с.

99. Фильчаков П.Ф., Панчишин В.И. Интеграторы ЭГДА. Моделирование потенциальных полей на электропроводной бумаге. Киев: Изд-во АН УССР, 1961, 159 с.

100. Фильчаков П. Ф. Теория фильтрации под гидротехническими сооружениями. Т. II. Киев: Изд-во АН УССР, 1960,256 с.

101. Фильчаков П. Ф. Электромоделирование задач фильтрации в разнородном грунте. Доклады АН СССР, 1949, т. 66, № 4,593-596.

102. Форхгеймер Ф. Гидравлика. М.-Л., ОНТИ, 1935, (перевод с нем.),616 с.

103. Христианович С. А., Михмен С. Г., Девисон Б. Б. Некоторые новые вопросы механики сплошной среды. Ч. II, 1938, 624 с.

104. Цицкишвили А. Р. Об итерационном методе Н. М. Герсеванова. ПММ, 21, №26, 1965, 291-296.

105. Чарный И. А. О величине промежутка высачивания при безнапорной фильтрации. Доклады АН СССР, 80, № 1,1951,29-32.

106. Чарный И. А. Строгое доказательство формул Дюпюи для безнапорной фильтрации с промежутком высачивания. Доклады АН СССР, 29, № 6,1951, 937-940.

107. Чугаев Р. Р. Земляные гидротехнические сооружения Л., 1977,460 с.

108. Чугаев Р. Р. Гидравлика. Л.,1982,672с.

109. Чугаев Р. Р. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины. Ч. 1, М., АПИ, 1985,318 с.

110. Шанкин П.А. Расчёт фильтрации в земляных плотинах. M.-JL, 1947, 179 с.

111. Шестаков В. М. Определение выходных градиентов фильтрационного потока вблизи откосов. // Вопросы фильтрационных расчётов гидротехнических сооружений. В. 3, М., ВОДГЕО, 1959, 185-216.

112. Шестаков В. М. Расчёт фильтрации через земляные плотины на проницаемом прослое. Гидротехническое строительство, № 1,1957,42-46.

113. Abadjiev Ch. В. Seepage through mill tailings dams. Douzieme Congres des Grands Barrages. Mexico, 1976, V. I, Q. 48, R 13, p. 221-234.

114. Beier H., Schade D., Lorens W. Penetration of impervious earth cores by structures. Treizieme Congres der Grands Barrages. New Delhi, 1979, V. I, Q. 48, R 13, p.p. 221-234.

115. Casagrande L. Naherungsverfahren fur Ermitelung der Sickening in geschutten Dammen auf undurchlassiger Solche. Bautechnik. Jg. 12, H. 15, April 1934, s. 205-208.

116. Cedergren H. R. Seepage, drainage, and flow nets. New-York -London -Sydney -Toronto, 1977, 534 p.

117. Dachler R. Uber den Stromungsvorgang bei Hangguellen. Die Wasserwirtschaft, Jg. 27, H. 5-6,1934, Wien, 41-43.

118. Darcy H. Les fontaines de la ville de Dijon. Paris, 1856.

119. Dupuit J. Etudes theoriques et pratiques sur le movement des eaux. Paris, 1863,304 p.

120. Forchheimer P. Hydraulik. Leipzig Berlin, 1914,442 s.

121. Harr M.E. Groundwater and Seepage. New York, San Francisco, Toronto, London. 1962,315 р.

122. Kozeny J. Theorie und Berechnung der Brunnen. // Wasserkraft und Wasserwirtschaft, J. 28, H. 8,1933, 88-92.

123. Kozeny J. Grundwasserbewegung bei freiem Spiegel, FluB und Kanalversickerung. // Wasserkraft und Wasserwirtschaft, J. 26, H. 3, 1931, 28-31.

124. Mallet С., Pacquant J. Erdstaudamme. Berlin, 1954,345 s.

125. Matta G. Formules empiriques pour la determination de la surface libre dams les econlements a travers les digues en terre. Le cenie civil, T. 138, N 11, Jhin, Paris, 1961.

126. Папазчев И., Шейтанова JI., Абаджиев X. Ръководство за упражнения по хидротехнически съоръжения. София, Изд-во Техника, 1975, 335 с.

127. Samsioe A. F. EinfluB von Rohrbrunnen auf die Bewegung des Grundwassers. Ztschr. f. angew. Math, und Mech., В. 11, H 2, April 1931, 124-135.