Sprawdzenie stateczności jazu na zniszczenie hydrauliczne

• Autorzy: Lendo-Siwicka M. , Garbulewski K. , Siwicki P.

Warianty tytułu

EN

Verification of weir safety against hydraulic failure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sprawdzenie warunków zniszczenia hydraulicznego, zwłaszcza spowodowanego przez unoszenie cząstek gruntu – stanu granicznego nośności określonego symbolem HYD, jest jednym z najtrudniejszych zadań dla projektantów wielu budowli, zarówno lądowych, jak i hydrotechnicznych. Stan graniczny HYD dotyczy zniszczenia, które jest niezwykle niebezpieczne i często inicjuje przebicie hydrauliczne. Stan ten występuje zwykle w przypadku budowy głębokich wykopów, które wymagają obniżenia zwierciadła wody gruntowej i budowy konstrukcji hydrotechnicznych (np. jazów), projektowanych w celu spiętrzenia wody. Sprawdzenie warunków stanu granicznego HYD należy przeprowadzić zgodnie z wymaganiami normy Eurokod 7 [PN-EN 1997-1:2008], stosując dwie różne metody, w których zakłada się całkowite wartości ciśnienia wody w porach i naprężenia w podłożu lub siłę ciśnienia spływowego i ciężar pryzmy gruntu z uwzględnieniem wyporu. W celu sprawdzenia stanu granicznego HYD należy określić oddziaływania hydrauliczne, w tym: parcie wody, gradienty hydrauliczne i siłę ciśnienia spływowego. Niestety w normie PN-EN 1997-1:2008 nie podano, w jaki sposób oddziaływania te powinny być określone. W artykule zostaną przedstawione wyniki sprawdzenia warunków stateczności jazu Jaktorów zlokalizowanego w km 11+760 rzeki Pisia Tuczna. Wartości charakterystyczne wymaganych do sprawdzenia oddziaływań hydraulicznych zostały określone z wykorzystaniem siatki hydrodynamicznej przepływu, wygenerowanej programem numerycznym, przy założeniu najbardziej niekorzystnych warunków dotyczących zmienności położenia zwierciadła wody nad pryzmą gruntu, ciśnienia wody w porach i wyboju poniżej jazu. Wyniki sprawdzenia warunków stateczności pokazały, że proponowane w normie PN-EN 1997-1:2008 wzory prowadzą do różnego zapasu bezpieczeństwa.

EN

Generally the verification of resistance to hydraulic failure, particularly to failure by hydraulic heave - ultimate limit state named HYD, is considered as the most difficult task for designers of many civil and hydraulic works. Moreover, this limit state is a kind of failure with very high hazard potential because of initiating failure by piping. The hydraulic heave typically occurs in the construction of deep excavation pits demands to lowering the groundwater level and in the construction of hydraulic structures (e.g. weirs) to storage of water in reservoirs. The verification of resistance within the HYD can be done according to the Eurocode 7 [PN-EN 1997-1:2008] using two different ways assuming the total pore pressure and the total vertical stress (eq. 2.9a) or the seepage force and submerged weight of soil prism (eq. 2.9b). In order to check the HYD state the seepage pressure, hydraulic gradients and flow forces should be determined. However, the way how to determine the seepage forces is not specified in PN-EN 1997-1:2008. This paper presents the results of verification against hydraulic heave for weir Jaktorów located in km 11+760 of Pisia Tuczna river. The characteristic values of the required actions have been determined using flow net by the use of numerical simulations with taken into account possible unfavorable conditions as variations in water levels above the soil prism and pore pressure in time as well as downstream excavation. The verification of HYD state shows an enormous influence of assumed condition and applied procedure on weir safety.

Słowa kluczowe

PL

budowle hydrotechniczne; jazy; statecznosc jazu; zniszczenia hydrauliczne; stan graniczny nosnosci HYD

EN

hydraulic engineering; weir; weir stability; hydraulic failure; ultimate limit state; bearing capacity

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2016
• Tom: 15
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.129-136,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Lendo-Siwicka M.

• Katedra Geoinżynierii, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Garbulewski K.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

autor

Siwicki P.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

Bibliografia

• Bajkowski, S., Siwicki, P., Urbanski, J. (2008). Stan techniczny jazu Jaktorów. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, XVII, 4 (42), 181-189.
• Bajkowski, S., Siwicki, P., Urbanski, J. (2009). Charakterystyka hydrauliczna jazu Jaktorów na rzece Pisia Tuczna. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, XVIII, 2 (44), 38-46.
• Bond, A., Harris, A. (2008). Decoding Eurocode 7. The Cormwell Press, Wiltshire.
• Lendo-Siwicka, M., Garbulewski, K. (2013). Stan graniczny wyparcia dna wykopu według Eurokodu 7. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 22 (2), 168-174.
• Lendo-Siwicka, M., Garbulewski, K., Łada N. (2011) Stany graniczne budowli w ekstremalnych warunkach hydraulicznych wg Eurokodu 7. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 58, 3, 11, 55-62.
• Orr, T. (2005). Evaluation of uplift and heave designs to Eurocode 7. Proceedings of the International Workshop on the Evaluation of Eurocode 7. Trinity College, Dublin, 147-158.
• PN-EN 1997-1: 2008. Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne.
• PN-EN 1997-1:2008/Ap2. Załącznik krajowy do postanowień krajowych w zakresie przedmiotowym EN 1997-1:2004.
• Sroka, Z., Walczak, Z., Wosiewicz, J. (2004). Analiza ustalonych przepływów wód gruntowych metodą elementów skończonych. Oprogramowanie inżynierskie. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań.
• Terzaghi, K., Peck, R. (1996). Soil mechanics in engineering practice. A Wiley - Interscience Publication, New York.