Фильтрационная прочность грунта плотины в области трубчатого водосброса круглой формы

Аннотация

Введение. В мире происходит много разрушений грунтовых плотин из-за потери фильтрационной прочности грунтов тела плотины или основания. Фильтрационная устойчивость грунтов связана с явлением гидравлического разрыва (ГР), поэтому предотвращение условий, вызывающих ГР, является важной задачей при проектировании и эксплуатации грунтовых плотин. Гидравлический разрыв тесно связан также с неравномерной осадкой грунтов плотины и строительных конструкций. В грунтовых плотинах явление неравномерной осадки часто возникает в зонах между грунтом плотины и бортовыми массивами створа плотины, грунтом плотины и бетонными конструкциями, такими как водопропускные трубы и водосбросы, фундаментные элементы конструкций; водонепроницаемым ядром плотины и примыкающими к нему зонами грунта. Рассмотрена фильтрационная устойчивость грунтовых плотин в области трубчатых водосбросных сооружений.

Материалы и методы. Исследование проводилось с помощь численного моделирования с применением программного комплекса Plaxis. В качестве объекта исследования принята грунтовая плотина Бунг Бунг (Вьетнам).

Результаты. Результаты исследования показали, что нормальное напряжение вокруг водопропускной трубы было снижено до уровня намного ниже, чем давление воды в фильтрационном потоке с высокой вероятностью ГР в объеме грунта, находящегося под водосбросной трубой. В этих областях может произойти ГР. Предложены два конструктивных подхода к предотвращению ГР: изменить форму сечения водопропускной трубы, устроить глиняную рубашку вокруг водосбросной трубы. Оба подхода были проверены численным методом. Расчеты продемонстрировали, что применение обоих методов снижает условия возникновения ГР вблизи водопропускной трубы.

Выводы. Разрушение плотины из-за ГР может привести к серьезному повреждению. Внедрение методов предотвращения ГР важно для обеспечения безопасных условий работы плотины.