Класифікація підпірних гтс
Водопідпірні (водопідіймальні) споруди, створюють і підтримують підпір води, тобто піднімають рівень у річках та озерах до заданих відміток; до них відносяться всі типи гребель і дамб, якими перегороджують природні та штучні водотоки, пригреблева будівлі ГЕС, напірні водозабори.
5, Фільтрація води під гтс та в обхід їх.
Підстави гребель - різні гірські породи - зазвичай в тій чи іншій мірі проникні для води (в тому числі і скельні).Це відбувається внаслідок пористості грунтів, що складають основу гребель, береги річок, заплави і річкові долини - вода з верхнього б'єфу під дією напору фільтрує в основу греблі і в берега в обхід її.Природно, що після підняття греблею рівня води в річці основу споруди насичується водою, яка рухається по порах і тріщинах з зони більшого тиску в зону меншого тиску, тобто з верхнього б'єфу в нижній б'єф. Цей рух називається фільтраційним або фільтрацією води.
Область фільтрації під напірним гідротехнічною спорудою обмежується зверху поверхнями споруди, якими воно стикається з грунтом основи і берегів, а знизу - покрівлею водоупора (іноді водоупор відсутній на практично досяжною глибині). Вхідний поверхнею фільтраційного потоку є дно верхнього б'єфу, вихідний - дно нижнього б'єфу і проникні для води частини споруди (рісберма, дренажні пристрої та інші).
Фільтрація води під спорудою є напірної, тому що вільна поверхня фільтраційного потоку відсутня. Лінія контакту споруди з грунтом основи у напрямку поздовжньої осі потоку називається підземним або фільтраційним контуром, який зазвичай являє собою ламану лінію .
Фільтрація води під напірними гідротехнічними спорудами має такі наслідки:
відбувається втрата (витік) води з водосховища в нижній б'єф;
фільтра вода надає гідростатичний тиск на підошву споруди, спрямоване знизу вгору і зване зазвичай протитиском зважаючи спрямованості його протилежно сили тяжіння. Протитиск як би полегшує споруда, зменшує його вагу й опір зрушуючим спорудження горизонтальним силам;
фільтра вода може механічно і хімічно діяти на грунт, з якого складається основу споруди, тягнучи за собою дрібні частки, а солі розчиняючи і несучи їх у нижній б'єф. У першому випадку процес називається механічної суфозії грунту, а в другому - хімічної суфозії. Розпочата суфозія робить грунт підстави проникним для води, швидкості фільтрації зростають, фільтрівний потік виявляється здатним виносити частки більшого розміру і при подальшому розвитку явища може закінчитися руйнуванням підстави і аварією споруди.
Таким чином, боротьба з наслідками фільтрації конкретно спрямована на скорочення втрат води з верхнього б'єфа, на зменшення протитиску, на зниження швидкостей фільтраційного потоку.
Апріорі можна стверджувати, що при одному і тому ж натиску на греблі фільтрація під спорудою і її наслідки будуть тим менше, чим більше шлях фільтрації, тобто довжина фільтраційного контуру.
Подовження шляхів фільтрації створюється пристроєм перед греблею водонепроникного покриття, званого понуро, а під понуро і спорудженням - вертикальних перешкод у вигляді шпунтових стінок в м'яких грунтах, або у вигляді цементних, бітумних та інших завіс в скельних підставах.
Аналогічний процес фільтрації відбувається й у берегах русла або долинах, до яких примикає підпірні споруди. Боротьба з цим явищем також ведеться в основному подовженням шляхів фільтрації.
Для обгрунтованого визначення розмірів протифільтраційних елементів греблі і повного обліку стоку в створі гідровузла необхідно вміти розраховувати значення основних параметрів фільтраційного потоку: його швидкості, витрати і протитиску
6.Фільтраційні деформації ґрунту та умови їх виникнення.
Зміна гранулометричного складу, щільності й пористості порід у результаті фільтраційних деформацій може призвести до виникнення тріщин, зон ослабленої міцності, порушення стійкості схилів, обвалення бортів кар'єрів і виробок і т.д.
Зміна водопроникності ґрунтів у результаті цих процесів може призвести до великих водопритоків у котловани, кар'єри, підземні виробки або до кольматації зворотних фільтрів, дренажів, зниження їхньої водопроникності і, нарешті, виходу з ладу.
Фільтраційні деформації будуть розвиватися в незв'язному ґрунті в тому випадку, якщо в ньому є частки, діаметр яких менше найбільшого фільтраційного ходу і швидкості фільтраційного потоку достатні для переміщення цих часток.
Фільтраційний потік за певних умов може викликати такі деформації ґрунтів: випор, механічну суфозію, контактний розмив (рис. 3.2).
Випор – руйнування ґрунту під впливом висхідного фільтраційного потоку, при якому починає рухатися деякий об’єм ґрунту з усіма фракціями, що його складають. Частина ґрунту при цьому розпушується, збільшуються пористість і розміри пор.
Механічна суфозія – винос фільтраційним потоком з товщі ґрунту найбільш дрібних часток; великі частки залишаються на своїх місцях. Цей процес приводить до зміни гранулометричного складу ґрунту, збільшенню пористості і розмірів пір.
Контактний випор – руйнування ґрунту на контакті з більш грубозернистим матеріалом, обумовлене впливом фільтраційного потоку, спрямованого нормально до контактної поверхні. У процесі контактного випору відбувається проникнення дрібнозернистого ґрунту в пори більш грубозернистого, а також взаємне переміщення цих суміжних різних за складом ґрунтів. У результаті контактного випору утворюється ґрунт, що відрізняється за своім складом від вихідних ґрунтів.
Контактний розмив – руйнування ґрунту на контакті з більш грубозернистим матеріалом, обумовлене впливом фільтраційного потоку, спрямованого уздовж контактної поверхні.