Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS
HIDROTECHNIKOS KATEDRA
Vitas DAMULEVIČIUSJuozapas VYČIUS
HIDROTECHNIKOS STATINIAI
Meshytodiniai patarimai
Akadeshymija 2007
UDK 627(076)
Spausdino UAB bdquoJudexldquo Europos pr 122 LT-46351 Kaunas Užsakymo Nr 827
iSBN 978-9955-448-86-0
Turinys
Įvadas 5
Pirmas laboratorinis darbas Hidromazshygų maketų analizshyė 6
Antras laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytės žemių užtvankos ant laidaus pagrindo gruntinio modelio tyrimas 9
Trečias laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytę žemės užtvanką ant laidaus pagrindo elektromodeliavimas EHDA metodu 15
Ketvirtas laboratorinis darbas Slenkstinės betoninės gravitacinės užtvankos profilio formavimas 24
Penktas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betoninės užtvankos ant neuolinio pagrindo fizshyikiniu modeliu tyrimas 28
Šešshytas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Blajaus metodu 5
Septintas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Filčiakovo metodu 9
Ašshytuntas laboratorinis darbas Vienapakopio nepatvenkto kanalo slenksčio hidraulinis tyrimas 46
Devintas laboratorinis darbas Greitvietės hidraulinis tyrimas 5
Dešshyimtas laboratorinis darbas Kanalų hidrotechnikos statinių maketų analizshyė 58
Vienuoliktas laboratorinis darbas Hidrotechnikos statinių angų uždorių analizshyė 60
4
Dvyliktas laboratorinis darbas Uždorių keltuvų analizshyė 6
Tryliktas laboratorinis darbas Kauno hidromazshygas 66
Keturioliktas laboratorinis darbas Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė 69
Literatūshyra 72
5
Įvashydashys
Šie metodiniai patarimai visų pirma skirti Aplinkos inžinerijos stu-dijų krypties Hidrotechnikos inžinerijos programos pagrindinių studijų (bakalauro) studentams besimokantiems Hidrotechnikos statinių dalyko (VŽHTBO4) Patarimais galės naudotis Vandens apsaugos inžinerijos ir valdymo programos studentai studijuodami Aplinkosaugos hidrotechnikos statinių dalyką (VŽHTB11) be to patarimais galės naudotis abiejų progra-mų neakivaizshydinių studijų studentai Pastarieji atliks ne visus o tik dėsty-tojo nurodytus laboratorinius darbus
Priešshy kiekvieną laboratorinį darbą studentai privalo susipažinti su te-orine to darbo dalimi ir jo atlikimo tvarka (būshyti išshyklausę teorinį kursą ir atidžiai perskaitę laboratorinio darbo aprašshyymą) Dėstytojas studentų pasi-rengimą gali patikrinti darbo pradžioje
Laboratoriniai darbai atliekami pogrupėmis tačiau kiekvienas studen-tas individualiai studijuoja aprašshyymus užsirašshyo bandymų stebėjimų ma-tavimų ar analizshyės rezshyultatus atlieka reikalingus skaičiavimus schemas darbo pabaigoje savarankišshykai suformuluoja išshyvadas išshyvadose atsakoma į darbo tikslo klausimus akcentuojamos santykinės matuotų ir teorinių reikšshy-mių paklaidos kiti originalūshys teiginiai
Dėstytojas vadovavęs darbui jo aprašshyyme padaro žymą Studentas ruošshydamasis atlikti ir ginti atliktus laboratorinius darbus be šshyių metodinių patarimų privalo naudotis ir papildoma literatūshyra nurodyta dėstytojo daly-ko programoje arba šshyiuose patarimuose Laboratorinių darbų aprašshyymo pa-baigoje yra pateikti gynimo klausimai Kiekvieną laboratorinį darbą studen-tas turi individualiai apsiginti nurodytu laiku o dėstytojas studento žinias ir darbo išshyvadas baigtumą bei įforminimo kokybę turi įvertinti pažymiu
Dirbant laboratorijoje reikia griežtai laikytis nustatytos tvarkos ir sau-gaus darbo taisyklių Už tyčinį laboratorijų inventoriaus sugadinimą stu-dentas atsako materialiai
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
UDK 627(076)
Spausdino UAB bdquoJudexldquo Europos pr 122 LT-46351 Kaunas Užsakymo Nr 827
iSBN 978-9955-448-86-0
Turinys
Įvadas 5
Pirmas laboratorinis darbas Hidromazshygų maketų analizshyė 6
Antras laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytės žemių užtvankos ant laidaus pagrindo gruntinio modelio tyrimas 9
Trečias laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytę žemės užtvanką ant laidaus pagrindo elektromodeliavimas EHDA metodu 15
Ketvirtas laboratorinis darbas Slenkstinės betoninės gravitacinės užtvankos profilio formavimas 24
Penktas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betoninės užtvankos ant neuolinio pagrindo fizshyikiniu modeliu tyrimas 28
Šešshytas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Blajaus metodu 5
Septintas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Filčiakovo metodu 9
Ašshytuntas laboratorinis darbas Vienapakopio nepatvenkto kanalo slenksčio hidraulinis tyrimas 46
Devintas laboratorinis darbas Greitvietės hidraulinis tyrimas 5
Dešshyimtas laboratorinis darbas Kanalų hidrotechnikos statinių maketų analizshyė 58
Vienuoliktas laboratorinis darbas Hidrotechnikos statinių angų uždorių analizshyė 60
4
Dvyliktas laboratorinis darbas Uždorių keltuvų analizshyė 6
Tryliktas laboratorinis darbas Kauno hidromazshygas 66
Keturioliktas laboratorinis darbas Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė 69
Literatūshyra 72
5
Įvashydashys
Šie metodiniai patarimai visų pirma skirti Aplinkos inžinerijos stu-dijų krypties Hidrotechnikos inžinerijos programos pagrindinių studijų (bakalauro) studentams besimokantiems Hidrotechnikos statinių dalyko (VŽHTBO4) Patarimais galės naudotis Vandens apsaugos inžinerijos ir valdymo programos studentai studijuodami Aplinkosaugos hidrotechnikos statinių dalyką (VŽHTB11) be to patarimais galės naudotis abiejų progra-mų neakivaizshydinių studijų studentai Pastarieji atliks ne visus o tik dėsty-tojo nurodytus laboratorinius darbus
Priešshy kiekvieną laboratorinį darbą studentai privalo susipažinti su te-orine to darbo dalimi ir jo atlikimo tvarka (būshyti išshyklausę teorinį kursą ir atidžiai perskaitę laboratorinio darbo aprašshyymą) Dėstytojas studentų pasi-rengimą gali patikrinti darbo pradžioje
Laboratoriniai darbai atliekami pogrupėmis tačiau kiekvienas studen-tas individualiai studijuoja aprašshyymus užsirašshyo bandymų stebėjimų ma-tavimų ar analizshyės rezshyultatus atlieka reikalingus skaičiavimus schemas darbo pabaigoje savarankišshykai suformuluoja išshyvadas išshyvadose atsakoma į darbo tikslo klausimus akcentuojamos santykinės matuotų ir teorinių reikšshy-mių paklaidos kiti originalūshys teiginiai
Dėstytojas vadovavęs darbui jo aprašshyyme padaro žymą Studentas ruošshydamasis atlikti ir ginti atliktus laboratorinius darbus be šshyių metodinių patarimų privalo naudotis ir papildoma literatūshyra nurodyta dėstytojo daly-ko programoje arba šshyiuose patarimuose Laboratorinių darbų aprašshyymo pa-baigoje yra pateikti gynimo klausimai Kiekvieną laboratorinį darbą studen-tas turi individualiai apsiginti nurodytu laiku o dėstytojas studento žinias ir darbo išshyvadas baigtumą bei įforminimo kokybę turi įvertinti pažymiu
Dirbant laboratorijoje reikia griežtai laikytis nustatytos tvarkos ir sau-gaus darbo taisyklių Už tyčinį laboratorijų inventoriaus sugadinimą stu-dentas atsako materialiai
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
Turinys
Įvadas 5
Pirmas laboratorinis darbas Hidromazshygų maketų analizshyė 6
Antras laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytės žemių užtvankos ant laidaus pagrindo gruntinio modelio tyrimas 9
Trečias laboratorinis darbas Geofiltracijos per vienalytę žemės užtvanką ant laidaus pagrindo elektromodeliavimas EHDA metodu 15
Ketvirtas laboratorinis darbas Slenkstinės betoninės gravitacinės užtvankos profilio formavimas 24
Penktas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betoninės užtvankos ant neuolinio pagrindo fizshyikiniu modeliu tyrimas 28
Šešshytas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Blajaus metodu 5
Septintas laboratorinis darbas Geofiltracijos po betonine užtvanka skaičiavimas Filčiakovo metodu 9
Ašshytuntas laboratorinis darbas Vienapakopio nepatvenkto kanalo slenksčio hidraulinis tyrimas 46
Devintas laboratorinis darbas Greitvietės hidraulinis tyrimas 5
Dešshyimtas laboratorinis darbas Kanalų hidrotechnikos statinių maketų analizshyė 58
Vienuoliktas laboratorinis darbas Hidrotechnikos statinių angų uždorių analizshyė 60
4
Dvyliktas laboratorinis darbas Uždorių keltuvų analizshyė 6
Tryliktas laboratorinis darbas Kauno hidromazshygas 66
Keturioliktas laboratorinis darbas Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė 69
Literatūshyra 72
5
Įvashydashys
Šie metodiniai patarimai visų pirma skirti Aplinkos inžinerijos stu-dijų krypties Hidrotechnikos inžinerijos programos pagrindinių studijų (bakalauro) studentams besimokantiems Hidrotechnikos statinių dalyko (VŽHTBO4) Patarimais galės naudotis Vandens apsaugos inžinerijos ir valdymo programos studentai studijuodami Aplinkosaugos hidrotechnikos statinių dalyką (VŽHTB11) be to patarimais galės naudotis abiejų progra-mų neakivaizshydinių studijų studentai Pastarieji atliks ne visus o tik dėsty-tojo nurodytus laboratorinius darbus
Priešshy kiekvieną laboratorinį darbą studentai privalo susipažinti su te-orine to darbo dalimi ir jo atlikimo tvarka (būshyti išshyklausę teorinį kursą ir atidžiai perskaitę laboratorinio darbo aprašshyymą) Dėstytojas studentų pasi-rengimą gali patikrinti darbo pradžioje
Laboratoriniai darbai atliekami pogrupėmis tačiau kiekvienas studen-tas individualiai studijuoja aprašshyymus užsirašshyo bandymų stebėjimų ma-tavimų ar analizshyės rezshyultatus atlieka reikalingus skaičiavimus schemas darbo pabaigoje savarankišshykai suformuluoja išshyvadas išshyvadose atsakoma į darbo tikslo klausimus akcentuojamos santykinės matuotų ir teorinių reikšshy-mių paklaidos kiti originalūshys teiginiai
Dėstytojas vadovavęs darbui jo aprašshyyme padaro žymą Studentas ruošshydamasis atlikti ir ginti atliktus laboratorinius darbus be šshyių metodinių patarimų privalo naudotis ir papildoma literatūshyra nurodyta dėstytojo daly-ko programoje arba šshyiuose patarimuose Laboratorinių darbų aprašshyymo pa-baigoje yra pateikti gynimo klausimai Kiekvieną laboratorinį darbą studen-tas turi individualiai apsiginti nurodytu laiku o dėstytojas studento žinias ir darbo išshyvadas baigtumą bei įforminimo kokybę turi įvertinti pažymiu
Dirbant laboratorijoje reikia griežtai laikytis nustatytos tvarkos ir sau-gaus darbo taisyklių Už tyčinį laboratorijų inventoriaus sugadinimą stu-dentas atsako materialiai
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
4
Dvyliktas laboratorinis darbas Uždorių keltuvų analizshyė 6
Tryliktas laboratorinis darbas Kauno hidromazshygas 66
Keturioliktas laboratorinis darbas Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė 69
Literatūshyra 72
5
Įvashydashys
Šie metodiniai patarimai visų pirma skirti Aplinkos inžinerijos stu-dijų krypties Hidrotechnikos inžinerijos programos pagrindinių studijų (bakalauro) studentams besimokantiems Hidrotechnikos statinių dalyko (VŽHTBO4) Patarimais galės naudotis Vandens apsaugos inžinerijos ir valdymo programos studentai studijuodami Aplinkosaugos hidrotechnikos statinių dalyką (VŽHTB11) be to patarimais galės naudotis abiejų progra-mų neakivaizshydinių studijų studentai Pastarieji atliks ne visus o tik dėsty-tojo nurodytus laboratorinius darbus
Priešshy kiekvieną laboratorinį darbą studentai privalo susipažinti su te-orine to darbo dalimi ir jo atlikimo tvarka (būshyti išshyklausę teorinį kursą ir atidžiai perskaitę laboratorinio darbo aprašshyymą) Dėstytojas studentų pasi-rengimą gali patikrinti darbo pradžioje
Laboratoriniai darbai atliekami pogrupėmis tačiau kiekvienas studen-tas individualiai studijuoja aprašshyymus užsirašshyo bandymų stebėjimų ma-tavimų ar analizshyės rezshyultatus atlieka reikalingus skaičiavimus schemas darbo pabaigoje savarankišshykai suformuluoja išshyvadas išshyvadose atsakoma į darbo tikslo klausimus akcentuojamos santykinės matuotų ir teorinių reikšshy-mių paklaidos kiti originalūshys teiginiai
Dėstytojas vadovavęs darbui jo aprašshyyme padaro žymą Studentas ruošshydamasis atlikti ir ginti atliktus laboratorinius darbus be šshyių metodinių patarimų privalo naudotis ir papildoma literatūshyra nurodyta dėstytojo daly-ko programoje arba šshyiuose patarimuose Laboratorinių darbų aprašshyymo pa-baigoje yra pateikti gynimo klausimai Kiekvieną laboratorinį darbą studen-tas turi individualiai apsiginti nurodytu laiku o dėstytojas studento žinias ir darbo išshyvadas baigtumą bei įforminimo kokybę turi įvertinti pažymiu
Dirbant laboratorijoje reikia griežtai laikytis nustatytos tvarkos ir sau-gaus darbo taisyklių Už tyčinį laboratorijų inventoriaus sugadinimą stu-dentas atsako materialiai
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
5
Įvashydashys
Šie metodiniai patarimai visų pirma skirti Aplinkos inžinerijos stu-dijų krypties Hidrotechnikos inžinerijos programos pagrindinių studijų (bakalauro) studentams besimokantiems Hidrotechnikos statinių dalyko (VŽHTBO4) Patarimais galės naudotis Vandens apsaugos inžinerijos ir valdymo programos studentai studijuodami Aplinkosaugos hidrotechnikos statinių dalyką (VŽHTB11) be to patarimais galės naudotis abiejų progra-mų neakivaizshydinių studijų studentai Pastarieji atliks ne visus o tik dėsty-tojo nurodytus laboratorinius darbus
Priešshy kiekvieną laboratorinį darbą studentai privalo susipažinti su te-orine to darbo dalimi ir jo atlikimo tvarka (būshyti išshyklausę teorinį kursą ir atidžiai perskaitę laboratorinio darbo aprašshyymą) Dėstytojas studentų pasi-rengimą gali patikrinti darbo pradžioje
Laboratoriniai darbai atliekami pogrupėmis tačiau kiekvienas studen-tas individualiai studijuoja aprašshyymus užsirašshyo bandymų stebėjimų ma-tavimų ar analizshyės rezshyultatus atlieka reikalingus skaičiavimus schemas darbo pabaigoje savarankišshykai suformuluoja išshyvadas išshyvadose atsakoma į darbo tikslo klausimus akcentuojamos santykinės matuotų ir teorinių reikšshy-mių paklaidos kiti originalūshys teiginiai
Dėstytojas vadovavęs darbui jo aprašshyyme padaro žymą Studentas ruošshydamasis atlikti ir ginti atliktus laboratorinius darbus be šshyių metodinių patarimų privalo naudotis ir papildoma literatūshyra nurodyta dėstytojo daly-ko programoje arba šshyiuose patarimuose Laboratorinių darbų aprašshyymo pa-baigoje yra pateikti gynimo klausimai Kiekvieną laboratorinį darbą studen-tas turi individualiai apsiginti nurodytu laiku o dėstytojas studento žinias ir darbo išshyvadas baigtumą bei įforminimo kokybę turi įvertinti pažymiu
Dirbant laboratorijoje reikia griežtai laikytis nustatytos tvarkos ir sau-gaus darbo taisyklių Už tyčinį laboratorijų inventoriaus sugadinimą stu-dentas atsako materialiai
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
6
Pirshymas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasHIdROMashyZGŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) įsisavinti hidromazshygų sąvoką 2) maketuose išshyanalizshyuoti hidromazshygų specifiką 3) nustatyti pateiktų hidromazshygų maketų paskirtį
1 Teshyoshyrshyiniai prshyicipaiHidromazshygas yra funkcionaliai susijusių hidrotechnikos statinių kom-
pleksas sutelktas vienoje vietoje Hidromazshygai yra įvairūshys literatūshyroje ap-tinkama įvairių klasifikacijų
11 paveiksle pateikta viena išshy naujausių įteisintų Lietuvoje klasifika-cijų pagal (STR 202052004)
2 darshybo eishygaSusipažįstama su pateiktų hidromazshygų maketais jų konstrukcija Nu-
statoma paskirtis atliekama hidrotechnikos statinių ir jų elementų analizshyė išshysiaišshykinamos hidromazshygo eksploatacijos ypatybės
11 Reikia nubraižyti kiekvieno pateikto hidromazshygo eskizshyinį planą ir bent vieną būshydingą eskizshyinį pjūshyvį
12 Sužymėti ir išshyvardinti hidrotechnikos statinius ir jų pagrindinius elementus
13 Nustatyti paskirtį
3 išshyvadoshys Rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvelgiant į
gautus darbo rezshyultatus Nurodyti ir aptarti pastebėtus makete konstrukci-nius netikslumus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Mokėti aptarti dėstytojo nurodyto hidromazshygo maketą2 Kas yra hidromazshygas3 Pagal ką klasifikuojami hidromazshygai4 Kokie būshyna hidromazshygai pagal paskirtį
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
7
5 Kokius žinote hidromazshygus Lietuvoje6 Kokia yra ramto paskirtis7 Kokia yra tauro paskirtis8 Kokia yra priešshyslenkstės paskirtis9 Kokia yra užslenkstės paskirtis10 Kokia yra risbermos paskirtis11 Kokia yra išshyplovimo duobės paskirtis12 Kas įrengiama užslenkstėje13 Kiek ramtas turi dalių14 SBGU yra trijų angų Kaip atidarysite uždorius potvynio debi-
tui praleisti15 Apibūshydinkite ndash kompleksinės paskirties hidromazshygą16 Kokie hidromazshygai būshyna pagal statybos vietą
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
8
VAN
DEN
SB
JE-
FŲ JUN
-G
iMO
APS
AU
GiN
iAi
SPEC
IALI
EJI
PATV
EN-
KiM
OPR
A-
LEI-
DiM
O
ĖMi-
MO
iRSA
U-
GO
-Ji
MO
TRA
NS-
PORT
A-
ViM
O
UŽTVANKOS TVANKOS
HE JĖGAiNĖS
VANDENS SAUGYKLŲ DAMBOS
ŠLIUzAI iR KT
PERTEKLiAUS VANDENS PRALAiDOS
SPECiALiOS VANDENS PRALAiDOS
iŠLEiDiMO VANDENS PRALAiDOS
APTEKĖJiMO KANALAi
ŠLiUzAi REGULiATORiAi
VANDENS ĖMYKLOS
VANDENS SAUGYKLOS TVENKiNiAi
KANALAi
VAMzDYNAi LATAKAi
AKVEDUKAi DiUKERiAi
HiDROTECHNiNiAi TUNELiAi
SLENKSčiAi
GREiTViETĖS
KRANTŲ iR ŠLAiTŲ TViRTiNiMO
VAGOTVARKOS
DAMBOS (ATiTVARiNĖS iR KT)
ŽUVŲ PRALAiDOS
LEDO iR KT PLŪDMENŲ SULAiKYMO
PRiEŠEROziNiAi
SĖSDiNTUVAi
MiESTŲ ŽEMĖS ŪKiO iR KT OBJEKTŲ
LAiViNiNKYSTĖS (SAUSUMOS VANDENŲ)
SiURBLiNĖS
MEDiENOS TRANSPORTAViMO
HiDROMETRiJOS APSKAiTOS
REKREACiJOS GYNYBOS
UOSTAi JŲ STATiNiAi
11
pav
Hid
rote
chni
kos s
tatin
ių k
lasi
fikac
ijos s
chem
a
NU
OL
AT
INIA
I
LA
IKIN
IEJI
Pashyg
ashyl
nashy
ushyd
oshyjishy
moshy
lashy
ishyKą
PAG
RIN
DIN
IAI
NE
PAG
RIN
DIN
IAI
Pashyg
ashyl
PashySE
Km
ES S
ushyTR
ishyKushy
S H
ishydR
oshyTE
CH
nishyK
oshyS
STashy
Tishyn
ishyŲ V
EishyK
IMU
I
P ashy
g ashy
l
F ushy
n K
C ishy
n Ę
P
ashy S
K ishy
R T
Į
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
9
ashyntrshyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĖs ŽEMIŲ UŽTvashyNKOs ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO GRUNTINIO MOdELIO TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su nusistovėjusios tiesioginės profilinės ge-ofiltracijos per žemių užtvankos su vamzshydiniu nepatvenktu drenažu ant laidaus pagrindo gruntinį modelį (21 pav) pobūshydžiu 2) nustatyti geofil-tracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti užtvankos ir jos pagrindo gruntų filtracinį stiprumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė neslėginė
ndash tarp viršshyutinės užtvankos dalies ir jos papėdės (tarp ABVL ir vamzshydinio drenažo) susidaro kreivinis depresijos paviršshyius (pjūshyvyje ndash depresijos krei-vė) Žemiau jos iki vandensparos yra vientisa geofiltracinė tėkmė kurios pradžia yra visas aukšshytutinio bjefo šshylapiasis perimetras o pabaiga ndash drena-žo atvirkšshytinio filtro išshyorinis kontūshyras Filtruojantis vandeniui per gruntą patvenkto vandens slėgio aukšshytis mažėja tėkmės kryptimi ndash tai rodo mode-lyje įtaisyti pjezshyometrai
11 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Depresijos kreivė išshysisunkimo zshyo-
na EkvipjezshyėsGeshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgf ndash tai pjezshyometriniai (ir pitometriniai)
slėgio aukšshyčiai (hgf equiv hpj = hpishyt) matuojami nuo žemiausio vandens lygio ge-ofiltracinės tėkmės srityje
Pashystashybashy hpj asymp hpishyt todėl kad greitinis arba pitometrinis slėgis
022 asympgvgfα Bet kurio pjezshyometro prijungimo tašshyke
hgfj = Z jpj ndash Z ŽBVL (21)
čia Z pjj ir Z ŽBVL ndash vandens lygio aukšshyčiai (altitudės) j-tajame pjezshyomet-re ir ties žemiausiu vandens lygiu matuojant nuo horizshyontalios atskaitymo plokšshytumos
gf
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
10
Bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshyke Zpj (taip pat ir hgf) reikšshymės nustatomos interpoliuojant
Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy yra neslėginės geofiltracinės tėkmės užtvankoje vir-šshyutinė riba (neatsižvelgiant į kapiliarinę zshyoną) Bet kuriame jos tašshyke geofil-
tracinis slėgio aukšshytis djgfh yra lygus geometriniam to tašshyko aukšshyčiui yd
matuojant nuo ZŽBVL ty
djgfh = d
jy (22)
Dėl kapiliarinių reišshykinių modelyje depresijos kreivė vizshyualiai neįžiūshy-rima Ji nustatoma grafišshykai pagal viršshyutinės užtvankos dalies pjezshyometrų rodmenis atsižvelgiant į (22) dėsnį ir į tai kad kiekvieno pjezshyometro pri-jungimo tašshykas priklauso atskirai vienodo geofiltracijos slėgio aukšshyčio lini-jai (ekvipjezshyei) kuri yra statmena depresijos kreivei (viršshyutinei tėkmės li-nijai) Tai atliekama nuoseklaus priartėjimo būshydu (žr 21 pav) Depresijos kreivė ties įtekėjimo į užtvanką bei išshytekėjimo į vamzshydinį drenažą kontūshyru statmena jo paviršshyiui
Išshysishysunkishymoshy zoshynashy ndash tai išshytekėjimo kontūshyro dalis tarp sankirtų su dep-resijos kreive ir ŽBVL Ji susidaro dėl geometrišshykai per mažo ar mažai sukiaurinto užsikimšshyusio tiesioginio išshytekėjimo (po ŽBVL) kontūshyro Di-džiausia išshysisunkimo zshyona susidaro tuomet kai drenažo vamzshydyje nėra van-dens Ji gali apimti visą laisvą (viršshy ŽBVL) įtekėjimo į drenažo kontūshyrą Viršshy jo net gali susidaryti išshyorinė patvanka (nors drenažo vamzshydis ir būshytų pustušshytis nepatvenktas)
Kai tiesioginio išshytekėjimo (po vandeniu) kontūshyras gana didelis išshysi-sunkimo zshyona būshyna nežymi išshysisunkimo zshyona išshyorinė drenažo vamzshydžio patvanka modelyje vizshyualiai neįžiūshyrima Ji nustatoma grafišshykai formuojant depresijos kreivę
Ekvishypjeshyzėshy ndash vienodo geofiltracinio slėgio aukšshyčio (hgf = const) linija geofiltracinės tėkmės srityje Ji statmena tėkmės linijoms Nustatoma gra-fišshykai pagal atskirus tašshykus kurie surandami interpoliuojant pagal gretimų pjezshyometrų hgf reikšshymes
gf
gf
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
11
21
pav
Geo
filtra
cijo
s per
vie
nely
tės ž
emių
užt
vank
os su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
gr
untin
io m
odel
io ty
rimo
sche
ma
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
12
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyoshy grashydishyeshyntashyishyJie apibūshydina geofiltracinio slėgio aukšshyčio kitimo geofiltracinėje tėk-
mėje intensyvumą Modeliuojant galima apskaičiuoti tik bendruosius (vi-dutinius) geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientus Igf pjezshyometrų zshyonoje
Igf = ∆hgf ∆Sgf (23)čia hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir kelio atkarpa
tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijojeDėl to Igf reikšshymes tiesiogiai apskaičiuoti galima tik ties depresijos
kreive (viršshyutine tėkmės linija) ir ties vandenspara (apatine tėkmės linija) Norint apskaičiuoti Igf bet kuriame kitame geofiltracinės tėkmės srities tašshy-ke reikia per jį nubrėžti tėkmės linijos atkarpą statmeną ekvipjezshyėms nu-brėžtoms per du arčiausiai esančius pjezshyometrų tašshykus (kai greta tašshyko yra įtekėjimo ar išshytekėjimo kontūshyras pakanka vieno pjezshyometro)
3 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyModeliuojant suminis geofiltracijos debitas nustatomas tūshyriniu būshydu
(Qsum =Vgft)Teorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
tsumQ = t
pQtuQ + = fpVpWfnVuW + = (lshyuB)(kuIu) + (lshypB)(kpIp) (24)
čia 1u ir 1p ndash ekvipjezshyės atkarpos užtvankoje ir pagrinde B ndash geofiltra-cinės tėkmės plotis ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai Iu ir Ip vidutiniai geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai užtvankoje ir pa-grinde (ekvipjezshyės zshyonoje)
Ekvipjezshyė parenkama tokia kad būshytų kuo mažiau išshysikraipiusi papras-tai ndash apie depresijos kreivės užtvankoje vidurį
12 Grshyushyntų filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModeliuojant jis vertinamas vizshyualiai ndash žiūshyrima ar nenešshyamos grunto
dalelės
2 Modelishys Jis pavaizshyduotas 21 paveiksle Užtvankos pagrindas ir masyvas su-
piltas išshy to paties grunto (ku = kp) stengiantis kad jis būshytų vienalytis ir izshyotropinis Užtvankos drenažas ndash perforuotas vamzshydelis apsuktas stiklūshy-
fpfn
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
1
nu (atvirkšshytiniu filtru) išshytekėjimas išshy drenažo vamzshydelio laisvas vandens lygis vamzshydelyje ndash ties ašshyimi (ZŽBVL = Zdashy) Pjezshyometrai prijungti ties nume-ruotais tašshykais sudėti į bendrą skydą
3 darshybo eishyga
31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy ishyrshy matavishymaishyNusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto To-
dėl 1) susipažįstama su geofiltracijos bendruoju pobūshydžiu išshymatuojamas latako plotis 2) atskaitomos pjezshyometruose zpj reikšshymės išshyskiriama ZŽBVL reikšshymė 3) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas 4) stebimas ir įvertinamas gruntų filtracinis stiprumas Matavimų duomenys surašshyomi į 21 lentelę
21 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys peshyr žeshymishyų užtvashynshykoshys ashynshyt lshyashyishydashyus pashygrishynshydoshy grunshytishynshyį moshydeshylshyį mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyo-metro
Nr
Zpjcm
ZŽBVLcm
hgfcm
∆hgfcm
∆Sgfcm Igf
Vgfcmts
Qsumcms Pastabos
122- - -
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy321 Geofiltracinio slėgio aukšshyčiai hgf pjezshyometrų prijungimo tašshykuo-
se apskaičiuojami pagal (21) formulę lentelėje o papildomuose tašshykuose ndash atskirai po lentele
Depresijos kreivė sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje (M 13) kaip nurodyta paveiksle
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal tą patį brėžinį pateikiami jos mat-menys
Ekvipjezshyė(-s) pagal dėstytojo nurodytą(-as) hgf reikšshymę nubrėžiama (-os) minėtame brėžinyje
222 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių gradientai Igf ties depresijos kreive ir vandenspara apskaičiuojami pagal (23) formulę ir pateikiami lentelėje
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
14
Papildomai apskaičiuojami gradientai a) užtvankos pado linijoje ir b) išshyte-kėjimo zshyonoje
223 Teorinis suminis geofiltracijos debitas tsumQ apskaičiuojamas
pagal (24) formulę atsižvelgiant kad šshyiuo atveju ku = kp =hellip cms
4 išshyvadoshysRašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal dar-
bo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra geofiltracija2 Koks yra geofiltracinės tėkmės pobūshydis3 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus nustatėte laboratorinio
darbo metu4 Kas yra depresijos kreivė5 Kokiu metodu nustatėte geofiltracijos debitą6 Kas yra suminis geofiltracijos debitas7 Apibūshydinkite gruntų filtracinį stiprumą8 Pagal kokį geofiltracinės tėkmės parametrą galima nustatyti grun-
tų filtracinį stiprumą9 Kas susiformuoja viršshy depresijos kreivės10 Kas yra ekvipjezshyė11 Kas yra patvankos aukšshytis12 Kas yra tėkmės linija13 Kas yra geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientas14 Kas yra vandenspara15 Kaip nustatyti depresijos kreivės padėtį16 Kaip galima nustatyti geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientą ties
vandenspara žemės užtvankos pado zshyonoje ir depresijos kreivė-je
17 Ką rodo pjezshyometrai18 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto filtracinį stipru-
mą19 Kas modelyje prilyginta žemutinio bjefo vandens lygiui (zŽBVL)
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
15
Trshyečishyas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PER vIENashyLYTĘ ŽEMĖs UŽTvashyNKĄ ashyNT LashyIdashyUs PashyGRINdO ELEKTROMOdELIashyvIMashys EHdashy METOdU
Tiksshylasshy 1) susipažinti su geofiltracijos per žemės užtvanką elektro-modeliavimo metodika ir technika 2) nustatyti geofiltracinės tėkmės para-metrus ir palyginti su fizshyikinio modeliavimo parametrais
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai
Elektromodeliavimas (EHDA) metodu pagrįstas matematine analo-gija tarp diferencialinių lygčių kuriomis išshyreišshykiama laminarinė geofiltra-cijos tėkmė ir elektros srovė Elektrinis modelis nesunkiai pagaminamas tiksliai nustatomi elektros srovės parametrai kurie po to lengvai perskai-čiuojami į geofiltracinės tėkmės parametrus Ypač paprasta elektromode-liuoti plokšshyčią nusistovėjusią geofiltracinę tėkmę panaudojant serijinį elek-trointegratorių EHDA-960
2 Modelishyo parshyushyošishymasPaprastai daromi geometrišshykai panašshyūshys modeliai Mastelis parenka-
mas taip kad būshytų patogu modeliuoti ir kad reikšshymingų elementų matme-nys nebūshytų per maži (ge1 cm)
Patogiausia modelius gaminti išshy elektrai laidaus popieriaus Kai už-tvankos masyvo ir pagrindo gruntai vienodi galima naudoti bet kokios specifinės varžos popierių Jei gruntai skirtingi viena popieriaus varža ρ pasirenkama laisvai o kitos ndash atvirkšshyčiai proporcingos gruntų filtracijos koeficientams kf
jρ = 211 jkjkρ (1)
Skirtingų varžų zshyonos suklijuojamos elektrai laidžiais klijais Tam didesnės varžos popieriaus pakrašshyčiuose paliekama 25hellip3 mm juostelė
Įtvarams prijungti ties AB ir ŽB paviršshyiais (jei reikia) irgi paliekamos analogišshykos juostelės Ties vidiniu (akmenų prizshymės plokšshyčiųjų ar vamzshydi-
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
16
nių) drenažų ir atvirkšshytinių filtrų užimamu plotu prispaudžiama metalinė plokšshytelė ar vamzshydelis
Ties išshytekėjimu į drenažus kaip nurodyta antrame laboratoriniame darbe susidaro išshysisunkimo zshyona Ties išshysisunkimo paviršshyiumi geofiltraci-
nio slėgio aukšshytis h dgfj lygus geometriniam aukšshyčiui yd matuojant jį nuo
ŽBVLd
jgfh = yd (2)
Kadangi elektros tėkmė yra negravitacinė (besvorė) tai (32) sąlygai užtikrinti reikia padaryti specialų įtvarą kuriame elektrinio potencialo kiti-mas būshytų proporcingas aukšshyčio kitimui
Ties vidiniais akmenų prizshymės bei patikimais vamzshydiniais drenažais kai laidaus pagrindo storis Trarr0 išshysisunkimo zshyona nedidelė todėl specia-lus įtvaras paprastai nedaromas
Paprastai depresijos kreivės padėtis išshy anksto nežinoma tik aišshyku kad ties ja taip pat turi galioti (32) sąlyga Todėl Hpt atkarpa (patvankos aukšshy-tis) padalinama į 10 lygių dalių ir per dalinimo tašshykus brėžiamos 9 horizshyon-talios tiesės (žr31pav išshytisinės tiesės) Ties jomis skaičiuojant išshy viršshyaus gauname
dIgfh = ydI =09 Hpt
dIIgfh = ydII = 08 Hpt hellip dIX
gfh = ydIX =01 Hpt
Pažymėtina kad plokšshyčiųjų ir vamzshydinių nepatvenktų drenažų patvan-kos aukšshytis skaičiuojamas pagal išshyraišshyką
Hpt = ZABVL ndash Z d ashy ()
čia Zdashy ndash drenažo ašshyies altitudė
Prie visišshykai paruošshyto modelio pritvirtinami įtvarai sujungiami lai-dais su elektrointegratoriumi sureguliuojami 100 ir 0 potencialai
gf
gf gfdI
gf
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
17
3 1
pav
Geo
filtra
cijo
s pe
r vie
naly
tę ž
emių
užt
vank
ą su
vam
zshydin
iu d
rena
žu a
nt la
idau
s pag
rindo
el
ektro
mod
elia
vim
o sc
hem
a
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
18
3 Modelishyavishymas
31 deprshyesishyjos krshyeishyvės nushystatyshymasUžtikrinant (32) sąlygą nusistačius matavimo įtaiso potencialą Ur =
90 su matavimo adata ldquovažinėjamardquo po 1-ąją išshy viršshyaus išshytisinę horizshyon-talią tiesę ir užfiksuojamas tašshykas kur galvanometras rodo ldquo0rdquo Analogišshy-kai surandami tašshykai su Ur = 80 hellipUr = 10 Gauti tašshykai sujungiami neryšshykia linija piešshytuku viršshy jos esantis popierius sujungiamas paliekant 5hellip6 mm vertikalią atsargą Po to procedūshyra kartojama liekantis popierius nupjaustomas vis mažinant jo likutį kol gaunamas 05hellip1 mm tikslumas
Modeliuose su vidiniu plokšshyčiuoju ar vamzshydiniu drenažu išshy anksto ne-žinomas ldquokampiniordquo tašshyko K aukšshytis Jo iešshykant matavimo adata nustatoma į kampą matavimo įtaisu nustatomas ldquokampinisrdquo potencialas UrK ir pagal jo dydį ldquoišshy akiesrdquo interpoliuojant tarp horizshyontaliųjų tiesių pažymima K tašshyko padėtis Jei šshyis tašshykas išshykyla aukšshyčiau papėdės altitudės zp tai reišshykia papėdės patvenkimą (- tai yra neleistina) Tokiu atveju reikia didinti drena-žo matmenis daugiau jį įgilinti (jei galima) arba panaudoti 2 drenažus
Jei gaunama patenkinama K tašshyko padėtis pirmo bandymo metu su-randami dar 2hellip3 depresijos kreivės žemutinėje papėdėje tašshykai imant 2-3 Ur reikšshymes tarp 0hellipUrK Likęs popierius taip pat nupjaunamas paliekant pirmame bandyme 5hellip6 m atsargą
Depresijos kreivė užtvankoje ir jos žemutinėje papėdėje nustatoma tuo pačiu metu Reikia labai atidžiai ją nustatyti prie drenažo kad matytų-si jog drenažas nepasitvenkęs nes pasitvenkimas neleistinas Tokiu atveju reikia didinti drenažo matmenis
32 Būshydishyngųjų ekvishypotencishyalishyų (sushy Urshy = 90 Ur = 80hellipUrshy = 5) nushystatyshymas
Matavimo įtaise nusistatomi sąlyginiai potencialai Ur = 90 ir tt Kiekvienu atveju tarp depresijos kreivės ir vandensparos fiksuojami (įsmei-giant adatą) tašshykai kur galvanometras rodo ldquo0rdquo
33 Ur rshyeishykšmishyų būshydishyngushyose taškushyose nushystatyshymasUr reikšshymės būshydinguose tašshykuose nustatomos analogišshykai kaip ir kam-
piniame tašshyke K (UrK) Matavimo adata statoma į tašshyką o Ur reikšshymė nusta-toma matavimo įtaisu - galvanometru
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
19
34 Modelishyavishymo dushyomenų pershykėlishymas į brshyėžishynįTai atliekama atidžiai persmaigant išshy modelio į to paties mastelio
brėžinį depresijos kreivės ir ekvipotencialių tašshykus kurie sujungiami sklan-džiomis kreivėmis statmenomis depresijos kreivei ir vandensparai Brėži-nyje ekvipotencialės reišshykia vienodo slėgio aukšshyčio linijas ndash ekvipjezshyes
4 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyų skaishyčishyavishymas pagal elektrshyomodelishyavishymo dushyomenishys
41 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy deprshyesishyjos krshyeishyvė Išsishysushynkishymo zona
411 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Pagal elektromodeliavimo duomenis jie apskaičiuojami remiantis tie-
sine priklausomybeε
jgfh = Hpt Urj 100 (4)
Ties ekvipotencialėmis (ekvipjezshyėmis) ar kitais tašshykais kur yra žino-mos Ur reikšshymės skaičiuojama tiesiogiai Ties kitais tašshykais priešshy tai reikia surasti Ur reikšshymes interpoliuojant pagal nubrėžtą tėkmės linijos atkarpą tarp ekvipjezshyių
412 Deshypreshysishyjoshys kreshyishyvėshy Brėžiama per tašshykus persmaigytus nuo modelio Patikslinant jos pa-
dėtį brėžinyje kaip ir modelyje brėžiamos 9 horizshyontalios tiesės dalinan-čios Hpt atkarpą į 10 lygių dalių ir depresijos kreivės tašshykai pažymimi ati-tinkamų tiesių ir ekvipjezshyių sankirtomis
išshysisunkimo zshyona nustatoma pagal brėžinį
413 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishyJie skaičiuojami taip pat kaip ir ankstesniame darbe pagal šshyią for-
mulęIgf =∆h ∆Sgf (5)
Kadangi šshyiuo atveju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys if reikšshymės apskaičiuojamos lengviau ir tiksliau
gf
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
20
414 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyJie skaičiuojami teorišshykai kaip ir pirmame darbe Kadangi šshyiuo at-
veju žinomos tikslios ekvipjezshyių padėtys tai suminį geofiltracijos debitą patogiau skaičiuoti nagrinėjant tarpą tarp dviejų kuo tiesesnių ekvipjezshyių pagal tokią formulę
EsumQ = E
pQEuQ + = wuVgfu + wpVgfp = (Blshyu)(ku )ud
fpI =
(Bhgf ( ) ( )[ ]gfpppgfuuu SlshyKSlshyk ∆+∆
(6)
čia B ndash tėkmės plotis (skersai tėkmės) ∆hgf ndash slėgio aukšshyčio pokytis tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių ku ir kp ndash užtvankos ir pagrindo filtracijos koeficientai 1u ir 1p ndash vidurinių ekvipjezshyių (tarp nagrinėjamųjų) atkarpos už
tvankoje ir pagrinde ∆Sgfu ir ∆Sgfp ndash vidurinių tėkmės linijų tarp nagrinėjamų ekvipjezshyių atkarpos užtvankoje ir pagrinde Į (36) formulę 1 ir ∆S reikšshymės įrašshyomos be mastelio
5 darshybo eishyga
51 ModelishyavishymasElektromodeliuojama 2 laboratoriniame darbe nagrinėto žemės už-
tvankos gruntinio modelio geofiltracija Elektrinis modelis ruošshyiamas to-kio pat mastelio kaip ir 2 darbo brėžinyje būshytent M 13 Kadangi užtvan-kos ir pagrindo gruntai modelyje vienodi naudojamas nesuklijuotas vienos rūshyšshyies elektrai laidus popierius Toliau darbas vyksta tokia tvarka
1 Paruošshyiamas elektrinis modelis pagal anksčiau nurodytas sąlygas prijungiamas prie EHDA aparato
2 Numatoma depresijos kreivė3 Nustatomos būshydingosios ekvipotencialės su Ur =90 80hellip
10 5 taip pat Ur reikšshymės būshydinguose tašshykuose kur buvo pri-jungti pjezshyometrai ir surašshyomos į 31 lentelę
4 Depresijos kreivė ir ekvipotencialės persmaigomos į brėžinį
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
21
52 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy
1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy Egfh
Skaičiuojami pagal (34) formulę Jų reikšshymės ties ekvipotencialėmis surašshyomos į 31 lentelę ir į brėžinį
3 1 lshyeshynteshylshyėshy Ekvishypjeshyzishyų ( Egfh ) ishyr E
gfI reshyishykšshymės
Egfh reikšshymės
EgfI reikšshymės ties
Ur
Hptcm
Egfh
cm
∆hgfcm
depresijos kreive užtvankos padu vandenspara
∆Sgfcm
EgfI ∆Sgf
cmEgfI ∆Sgf
cmEgfI
10090hellip1050
Egfh reikšshymės ties būshydingaisiais tašshykais apskaičiuojamos 32 lentelėje
ir palyginamos su Ggfh (išshy gruntinio modelio 2 darbas)
Depresijos kreivės patikslinimas užtvankos brėžinyje pagal 4 posky-rio nurodymus
išshysisunkimo zshyonos išshymatuojamos pagal depresijos kreivės padėtį brė-žinyje
3 2 lshyeshynteshylshyėshy Egfh ishyr G
gfh tishykslshyumoshy pashylshyygishynshyishymashys
TašshykųNr
Ur
Egfh
cm
Ggfh
cm∆h =
Egfh -
Ggfh
cm Ε = 100Egfhh∆
12hellip
gf
gf gf
gf gf
gf gf gf gf
gf gf
gfgf gfgfgf
gf
gf
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
22
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy EgfI
Apskaičiuojami pagal ekvipjezshyes depresijos kreivėje užtvankos pade ir vandensparos paviršshyiuje pagal (35) formulę 31 lentelėje išshyryšshykinami išshytekėjimo Igf
3 Geofiltrshyacishyjos debishytaishy
Apskaičiuojamas suminis geofiltracijos debitas EsumgQ pagal (36) for-
mulę imant ku = kp = hellip cms ir palyginimas su gruntinio modelio Qg sum (išshy 2 darbo)
6 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tiksle nurodytus punktus de-
talizshyuojant pagal darbo eigos punktus Apskaičiuoti gruntiniu ir elektriniu modeliais gautų geofiltracinės tėkmės parametrų paklaidas
7 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy
1 Kas yra EHDA metodas2 Kuo pagrįstas šshyis metodas3 Tarp kokių parametrų yra matematinė analogija4 Kokius geofiltracijos atvejus galima modeliuoti EHDA metodu5 išshy ko ruošshyiamas modelis6 Kaip parenkama elektrolaidos popieriaus varža jei yra daugiau
kaip du grunto sluoksniai7 Kaip paruošshyiamas modelis išshy elektrai laidaus popieriaus8 Koks potencialas nustatomas AB9 Koks potencialas nustatomas drenažui10 Kodėl Hpt dalijama į dešshyimt lygių dalių11 Kaip modelyje suformuojama depresijos kreivė12 Kas yra ekvipotencialės13 Kaip nustatomos ekvipotencialės14 Kaip nustatomas tašshyko potencialas15 Kaip modeliavimo duomenys perkeliami į brėžinį
gf
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
2
16 Kokius geofiltracinės tėkmės parametrus galima nustatyti EHDA metodu
17 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčiai
18 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracinio slėgio aukšshyčio gradientai
19 Kaip išshy modeliavimo duomenų nustatomi geofiltracijos debitai20 Kaip brėžiamos geofiltracijos tėkmės linijos21 Kaip kertasi ekvipjezshyės ir geofiltracinės tėkmės linijos22 Ką besikirsdamos tarpusavyje sudaro ekvipjezshyės ir geofiltracinės
tėkmės linijos
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
24
Ketvishyrshytas laborshyatorshyishynishys darshybassLENKsTINĖs BETONINĖs GRashyvITashyCINĖs UŽTvashyNKOs PROFILIO FORMashyvIMashys
Tiksshylasshy pagal dėstytojo duotus duomenis sudaryti betoninės gravita-cinės užtvankos praktinį bevakuumį slenksčio profilį (vandens nusiliejimo šshyoną ndash pagal Krygerio-Oficerovo koordinates ir kt reikalavimus kitus pro-filio elementus parinkti pagal pagrindo gruntą hidrostatinio slėgio aukšshytį bei šshyio aprašshyymo paveiksle nurodytus parametrus)
1 dushyomenyshysKiekvienam studentui dėstytojas pateikia tokius duomenis11 Liejimosi aukšshytį Hlshyj m12 Aukšshytutinio bjefo vandens lygį ZABVL13 Užslenkstės storį užδuž m14 Užslenkstės paviršshyiaus altitudę Zuž15 Grunto pavadinimą
2 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishy ishyrshy darshybo eishyga Slenksčio vandens nutekėjimo šshyonas formuojamas pagal Kryge-
riondashOficerovo koordinates
prflshyj
prflshyj HyyHxx prime=prime= (41)
čia xprime ir yprime ndash vienetinės profilio koordinatės jos pateiktos 41 lente-lėje
41 lshyeshynteshylshyėshy Krygeshyrishyoshy ndash oshyficeshyroshyvoshy prashyktishynshyishyoshy nshyeshypashyplshyashytishynshytoshys keshyteshyroshys beshyvashykuumishyoshy proshyfilshyishyoshy vishyeshynshyeshytishynshyės koshyoshyrdishynshyashytės
xI 0000 0100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2500 3000 3500 4000
yI 0126 0036 0007 0000 0006 0027 0 060 0100 0146 0198 0256 0394 0564 0764 0987 1235 1860 2824 3818 4930
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
25
Profiliuojantis vandens liejimosi aukšshytis šshyiame darbe prilyginamas liejimosi aukšshyčiui Hlshyj ty neįvertinamas greitinis (pitometrinis) slėgis Ko-ordinačių ašshyys pasirenkamos taip abscisių ašshyis ties slenksčio ketera (Zkeshyt = ZABVL ndash Hlshyj ) ordinačių ašshyis ndash tai kad tilptų lape visas projektuojamas slenkstis ndash maždaug už 13 pasirinkto formato lapo ilgio nuo kairės pusės (41pav)
Slenksčio žemutinį šshyoną sudaro lankas ashybc tiesė cd ir lankas de Tiesė cd yra lygi pagal koordinates sudaryto lanksmo ashybm liestinės
BA primeprime AB atkarpai tiesė AB brėžiama išshy vandens lygio ir ordinačių ašshyies susikirtimo tašshyko A šshylaito koeficientu 080 (075) užslenkstės paviršshyiaus atstumu (čia - aukšshyčio atsarga dėl slenksčio spėjamo būshysimo sėdimo ) Lanko pradžios tašshykas nustatomas brėžiant statmenį išshy tašshyko į tiesę ty Apskritimo pabaigos tašshykas yra vertikalėje nuleistoje išshy tašshyko (vertikalė fiksuoja ir profilio kreivos dalies ir slenksčio žemutinį galą)
Apatinė slėginio šshyono dalis projektuojama konstruktyviai žiūshyrint kad būshytų gautas tinkamas sujungimas su priešshyslenkste ir kad slenksčio masyvo siauriausios vietos matmuo nebūshytų mažesnis už
Slenksčio pado vidutinė altitudė priklauso nuo pagrindo grunto slenksčio konstrukcijos ir statybos ypatybių Žemutinės slenksčio dalies apačią reikia suderinti su užslenkstės pradžios apačia Slenksčio pade padar-ius dantis padidėja slenksčio pastovumas (pasipriešshyinimas nustūshymimui) Minimalus danties gylis ndash 05 m (priekinis dantis paprastai būshyna gilesnis) Dantų apačios ilgis ndash apie čia - slenksčio pado ilgis m labiausiai priklau-santis nuo maksimalaus patvankos aukšshyčio ir pagrindo grunto
Lslshy asymp AHpt (42)
čia A ndash parametras priklausantis nuo pagrindo grunto (žvyro A 125hellip150 smėlio A 150hellip175 priesmėlio A 175hellip20 priemolio A 20hellip25 molio A 225hellip250) (Ruplys 1988)Projektuojamasis slenksčio profilis braižomas masteliu 1100 ar 1200
milimetriniame popieriaus A4 ar A3 formato lape kad tilptų priešshyslenkstė slenkstis užslenkstė risberma ir galinis tvirtinimas ty visas SBGU išshyilgi-nis pjūshyvis
mashyx
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
26
41
pav
Pra
ktin
io b
evak
uum
io sl
enks
čio
profi
lio fo
rmav
imo
sche
ma
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
27
3 išshyvadoshysJos rašshyomos akcentuojant nuo ko priklauso pagrindinių slenksčio pro-
filio elementų matmenys
4Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Ką reišshykia SBGU2 Ką reišshykia ldquogravitacinisrdquo3 Kuo bevakuumis profilis skiriasi nuo vakuuminio4 Kurio slenksčio bevakuumio ar vakuuminio didesnis pralaidu-
mas5 Kas tai yra Hlshyj6 Kas tai yra Hlshyjoshy Užrašshyyti jo išshyraišshyką7 Pagal ką sudaroma vandens liejimosi šshyono viršshyutinė dalis8 Kaip pasirenkamos koordinačių ašshyys9 Užrašshyyti x ir y išshyraišshykas10 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono vidurinioji dalis11 Kaip nubrėžiama vandens liejimosi šshyono apatinė dalis12 Kur baigiasi vandens liejimosi šshyonas13 Nuo ko priklauso slenksčio pabaigos storis ndash žemutinės dalies įgi-
linimas14 Slenksčio žemutinio danties plotis15 Slenksčio dantų paskirtis jų matmenys16 Kas gali būshyti projektuojamastatoma po slenksčiu tarp dantų17 Jeigu yra po slenksčiu drenažas kur įprastai nuvedamas prasifil-
travęs vanduo18 Slenksčio pado ilgis Nuo ko jis priklauso19 Slenksčio profilio siauriausio skerspjūshyvio matmuo20 Kam rengiamos galerijos
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
28
Penktas laborshyatorshyishynishys darshybasGEOFILTRashyCIJOs PO BETONO UŽTvashyNKOs ashyNT NEUOLINIO PashyGRINdO FIZIKINIU MOdELIU TYRIMashys
Tikslas 1) susipažinti su tiesioginės profilinės nusistovėjusios geofil-tracijos po betono užtvankos ant neuolinio pagrindo modeliu (51 pav) reišshykiniu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus 3) stebėti ir įvertinti pagrindo grunto filtracinį stiprumą 4) apskaičiuoti ge-ofiltracinio slėgio bei archimedinę jėgas Ugf ir UA
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiNagrinėjamu atveju geofiltracinė tėkmė yra laminarinė slėginė Už-
tvankos požeminio kontūshyro elementai (priešshyslenkstė priešshyfiltracinės siene-lės užtvankos slenkstis) praktišshykai nelaidūshys vandeniui Kontaktinė filtra-cija nepasireišshykia Geofiltracijos slėgio aukšshyčiai ties nelaidžiąja kontūshyro dalimi (betono užtvankos pagrinde) mažėja geofiltracijos kryptimi (tai rodo pjezshyometrai)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy jų epishyūshyrshya ishyrshy ekvishypjezės
1Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy (hgf) Šiame darbe nustatomi ir skaičiuojami kaip ir 2 laboratoriniame dar-
be Ties pjezshyometrų prijungimo tašshykais jie apskaičiuojami pagal išshyraišshyką
Hgfj = Zpjj ndash ZŽBVL (51)
čia Zpjj ir ZŽBVL ndash vandens lygiai (altitudės) j-tajame pjezshyometre ir ŽB matuojami nuo pasirinktos horizshyontalios plokšshytumos
Bet kuriame kitame pagrindo grunto tašshyke Zpj (ir hgf) skaitinės vertės nustatomos interpoliuojant
2Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashyTai linija jungianti hgf reikšshymių tašshykus vertikaliai pažymėtus brėži-
nyje viršshy ŽBVL ties būshydingais (pjezshyometrų prijungimo) tašshykais požeminio kontūshyro nelaidžiojoje dalyje
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
29
51
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nkos
ant
neu
olin
io p
agrin
do ty
rimo
mod
elio
sche
ma
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
0
3 EkvishypjeshyzėshysJos nustatomos panašshyiai kaip ir 2 darbe atsižvelgiant kad jos čia yra
tik pagrindo grunte
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyJie čia skaičiuojami kaip ir 2 darbe
Igf = ∆hgf ∆Sgf (52)
čia ∆hgf ir ∆Sgf ndash geofiltracinio slėgio aukšshyčio pokytis ir geofiltracinės tėkmės kelio atkarpa tarp dviejų nagrinėjamų tašshykų esančių toje pačioje tėkmės linijoje
Požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis taip pat vandensparos paviršshyius yra tėkmės linijos todėl ∆Sgf reikšshymės ties jomis nustatomos tiesiogiai Ties geofiltracinės tėkmės išshytekėjimu į žemutinį bjefą (8 10 11 pjezshyomet-rai) ∆Sgf reikšshymės nustatomos brėžiant pagalbines tėkmės linijų atkarpas (atkarpos kerta pjezshyometrų prijungimo tašshykus ir statmenai įeina į atvirkšshy-tinį filtrą žr pav) Gauti išshytekėjimo gradientai priskiriami išshytekėjimo tašshy-kams
Analogišshykai apskaičiuojamos visos geofiltracinio slėgio aukšshyčių gra-dientų Igf reikšshymės bet kuriame pagrindo grunto tašshyke
23 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyModeliuojant nustatomas suminis geofiltracijos debitas Qgf sum tūshyri-
niu būshyduTeorišshykai jis apskaičiuojamas pagal tokią formulę
Qgfsum = ωgf vgf = (BT)(kf Igfvishyd)t
(5)
čia B ndash latako plotis T ndash laidaus sluoksnio storis pagrindo pjūshyvyje kur tėkmės linijų kryptis artima horizshyontaliai (pvzshy ties 7 18hellip19 pjezshyo-metrais) kf ndash pagrindo grunto filtracijos koeficientas Igfvishyd ndash vidutinis geo-filtracinio slėgio aukšshyčio gradientas pjūshyvyje
Daliniai geofiltracijos debitai Qgfdashylshy apskaičiuojami nuosekliai sumuo-jant diskretinius debitus ∆Q išshytekėjimo dalies tarpuose ∆lshy tarp išshytekėjimo tašshykų
21111109 0 QQQQQQ ∆+∆=∆== hellip (54)
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
1
∆Qgfj = ∆ωgfj middot vgfj = (B middot ∆lshyj)(kf Iishysj)vishyd
(55)
čia Iishysj ndash gradientų tarpo ∆lshyf galuose vidurkis
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys stishyprshyushymasModelyje jis vertinamas stebint ar nešshyamos grunto dalelės ty ar ne-
vyksta mechaninė sufozshyija
25 Jėgos Ugf irshy UAJos skaičiuojamos pagal bendrąją principinę formulę
U = gρv ΩB (56)čia g = 981 cms2 ndash vandens tankis kgcm Ω ndash geofiltracinio slėgio
(viršshy ŽBVL) ar archimedinio slėgio (tarp ŽBVL ir slenksčio pado) epiūshyros plotas cm2 B ndash latako plotis cm
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy stendushy matavishymaishy
Nusistovėjusi geofiltracinė tėkmė modelyje sudaroma išshy anksto todėl1 Susipažįstama su geofiltracijos po betono užtvankos modeliu reišshyki-
niu išshymatuojamas latako plotis B kiti būshydingesni dydžiai2 Pjezshyometruose atskaičiuojamos reikšshymės pažymimi pjezshyometrai
kurie rodo ABVL ir ŽBVL Tūshyriniu būshydu (menzshyūshyra) išshymatuojamas suminis geofiltracijos debitas4 Atidžiai stebima ar nenešshyamos grunto dalelėsMatavimų duomenys surašshyomi į 51 lentelę
51 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Pjezshyometro Nr Zpj ZŽBVLhgfcm
Δ hgfcm
Δ Sgfcm I Vgf
cmts
Qsumcms
122
vishyd
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
2
32 skaishyčishyavishymaishy grshyafinishyaishy darshybaishy1 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyashyishy hgfPjezshyometrų prijungimo tašshykuose skaičiuojami pagal (51) formulę
duomenys surašshyomi 51 lentelėje Papildomai apskaičiuojama hgf reikšshymė viduryje tarp hellip ir hellip pjezshyometrų (pjezshyometrus nurodo dėstytojas)
2 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų eshypishyūshyrashy sudaroma grafišshykai užtvankos brėžinyje pavyzshydys ndash linija 1ndash3hellip9 (žr 51 pav)
3 Ekvishypjeshyzėshys pagal dėstytojo nurodymą brėžiamos minėtame brėži-nyje
4 Geshyoshyfilshytrashycishynishyoshy slshyėshygishyoshy ashyukšshyčishyų grashydishyeshyntashyishy Igf skaičiuojami pagal (52) formulę Gradientų ties požeminio kontūshyro nelaidžiąja dalimi ir vandenspa-ra reikšshymės surašshyomos į 51 lentelę
išshytekėjimo gradientai skaičiuojami 52 lentelėje
52 lshyeshynteshylshyėshy ishyšshyteshykėjishymoshy grashydishyeshynshytashyishy ishyr dashylshyishynshyishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy
išshytek trajektorija Δhgfcm
ΔSgfcm Iishyšshyt Iishyšshyt
Δlshycm
Bcm
kfcms
ΔQt
cmsQgfsumcms
8ndash910ndash911ndash9
Grafišshykai čia jie vaizshyduojami tik ties išshytekėjimo dalimi Nubrėžto gra-fiko vertikalėse ties išshytekėjimo tašshykais pasirinktu masteliu pažymimos ap-skaičiuotos Igf reikšshymės Jos sujungiamos sklandžia linija atsižvelgiant į tai kad gautos kreivės Igf = f(lshyŽB) asimptotė yra horizshyontali tiesė kurioje If = 0
5 Geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishySumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys pagal modeliavimo duomenis Qgfsum ap-
skaičiuojamas 1 lentelėjeTeshyoshyrishynishys sumishynishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys Qgfsum apskaičiuojamas pagal
(53) formulę kai kf = hellipcms (52 lentelė paskutinė skiltis)Pastaba kf reikšshymę pateikia dėstytojasDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy skaičiuojami pagal (4) ir (5) formules
rezshyultatai surašshyomi į 52 lentelę
vishydt
t
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
Grafišshykai debitai pavaizshyduojami tame pačiame grafike tik kitu maste-liu Suminių debitų (Qgfsum ir Qgfsum) reikšshymės vaizshyduojamos horizshyontalio-mis tiesėmis Qgfsum ndash išshytisine Qgfsum ndash punktyrine linija (pastaroji linija yra dalinių debitų ∆Qt asimptotė)
6 Jėshygoshys Ugf ishyr UA skaičiuojamos pagal (56) formulę reikiamų dydžių reikšshymės imamos išshy brėžinio
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-
čių5 Kas tai yra geofiltracijos debitas kaip jis nustatomas6 Kaip suprantate dalinį geofiltracijos debitą7 Paaišshykinti dalinio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes8 Paaišshykinti suminio geofiltracijos debito skaičiavimo priklausomy-
bes9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientas15 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties nelaidži-
ąja požeminio kontūshyro dalimi16 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties išshytekėji-
mu žemutiniame bjefe
t
t
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
4
17 Kaip nustatyti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientą ties vandens-para
18 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus19 Paaišshykinti dalinių geofiltracijos debitų kreives Kaip jos turi atrody-
ti suminio debito kreivės atžvilgiu20 Mokėti parodyti vandens pakilimo lygį bet kurioje laidaus pagrin-
do vietoje virtualiame pjezshyometre 21 Kaip laboratorinio darbo metu įvertinote grunto geofiltracinį stipru-
mą22 Kokiu būshydu nustatėte geofiltracijos debitą
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
5
Šeshyšshytas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys BLashyJashyUs METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis) 2) nustatyti pagrindo grunto filtracinio stiprumo sąly-gas 3) nubrėžti geofiltracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą
4) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomeni-mis 5) modelio duomenis perskaičiuoti į natūshyrinius imant M = 1 N (N nurodo dėstytojas)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipai Blajaus metodas pagrįstas prielaida kad geofiltracinis slėgis ties ne-
laidžiąja užtvankos požeminio kontūshyro dalimi kishyntashy toshylshyyshygishyashyishy
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishy
Remiantis Blajaus prielaida
hgfj = Hpt [1 ndash (Σlshyj Σlshy)] (61)
arbahgfj = Hpt (Σlshyj Σlshy)] (62)
čia )(vjlshyΣ ir )(ž
jlshyΣ ndash suminis požeminio kontūshyro nelaidžios dalies il-gis iki nagrinėjamo tašshyko atitinkamai nuo VB ir ŽB pusės
lshyΣ ndash bendras požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies ilgis
22 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyišshy Blajaus prielaidos išshyplaukia kad ties nuolaidžiąja požeminio kon-
tūshyro dalimiIgfB = Hpt sumlshy (6)
(v)
(ž)
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
6
Jokiose kitose pagrindo vietose Blajaus metodu gradientų nustatyti negalima
23 Geofiltrshyacishyjos debishytasBlajaus metodu jo apskaičiuoti negalima
24 Pagrshyishyndo grshyushynto filtrshyacishynishys pastovushymasBlajaus metodu skaičiuojamas tik bendrasis pagrindo grunto filtraci-
nis stiprumas Jis išshyreišshykiamas sąlyga
IgfB le IgfB (64)
čia IgfB ndash arba jam analogišshykos BC1 reikšshymės imamos išshy literatūshyros
3 Modelishyo dushyomenų pershyskaishyčishyavishymas į esančishyushys tishykrshyovėjeTam naudojami du būshydai 1) imant visuose skaičiavimuose modelio
matmenis natūshyriniais dydžiais ir 2) panaudojant mastelinius daugikliusPirmajam būshydui paaišshykinimų nereikiaMasteliniai daugikliai priklauso nuo modeliavimo ypatybių Mūshysų
atveju kaip ir įprasta geofiltraciniuose tyrimuose padarytas geometrišshykai panašshyus į natūshyralų modelis ir laikomasi visų kitų filtracinės tėkmės panašshyu-mo sąlygų (laminarinis tėkmės pobūshydis vienalytis ir izshyotropinis gruntas ir kt) Todėl čia pagrindinę reikšshymę turi linijinis mastelis M = 1 N Kiti mas-teliniai daugikliai gaunami išshy atitinkamų ryšshyių su linijiniu masteliu
a) geofiltracijos slėgio aukšshytis yra linijinis dydis taigi
( )NNNhhh hMMMN === 1 (65)
b) gradientas
( )1 ==== ∆∆
∆∆
IMNSNh
Sh
j NIIM
M
N
N (66)
c) debitas
(67)
lshy
lshy
QN = wN middot kN middot I = (wM middot N2)(kN ) (NQ = kN middot N2)kMkM
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
7
d) geofiltracinė bei vandens keliančioji (archimedinė) jėgos
( )( ) ( )2 NNNUNBNBU UMMMNNNvN =sdot=sdotsdotΩ=sdotΩsdot= γγ (68)
4 darshybo eishygaNaudojamasi ankstesnio laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal aukšshyčiau pateiktas formulesGeofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimo duomenys surašshyomi į 61
lentelę
61 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy ishyr sashynshytykishynshyės pashyklshyashyishydoshys
Taš-kųNr
)(vjlshyΣ
cm
Σ l
cm lshy
vjlshy
ΣΣ )(
lshy
vjlshy
Σ
Σminus
)(
1
)(Bjh
cm
)(žjlshyΣ
cm lshy
žjlshy
ΣΣ )( )(B
jhcm
∆h =)()( m
jB
j hh minuscm
ε100sdot
∆=
mhh
1
9
Pastaba )(mjh ndash geofiltracijos slėgio aukšshyčiai pagal modeliavimo duo-
menis (išshy 5 laboratorinio darbo)
Analogišshykai apskaičiuojamos geofiltracinės tėkmės gradientų paklaidosAtliekami pagrindo grunto bendrojo filtracinio stiprumo jėgų ir jų
paklaidų skaičiavimai
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigą
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 išshyvardinti slėginės geofiltracinės tėkmės parametrus2 Apibūshydinti slėginę geofiltraciją kuo skiriasi nuo neslėginės3 Kas tai yra geofiltracijos slėgio aukšshyčiai Kodėl juos reikia mokėti
nustatyti
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
38
4 Kuo skiriasi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai nuo pjezshyometrinių aukšshy-čių
5 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Blajaus meto-du
6 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių skaičiavimo Blajaus metodu formu-lės Mokėti paaišshykinti ir išshyvesti
7 Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai Kokiose nagrinėjamo po-žeminio kontūshyro vietose pagal Blajaus metodą galima juos apskai-čiuoti
8 Paaišshykinti Blajaus metodo trūshykumus9 Kaip sudaroma geofiltracijos slėgio aukšshyčių epiūshyra Kam ji reika-
linga10 Kaip sudaroma keliamosios (archimedinės) slėgio jėgos epiūshyra 11 Ugf ir UA jėgų skaičiavimo formulės12 Kas tai yra požeminio kontūshyro nelaidžioji dalis13 Kam lygus geofiltracijos slėgio aukšshytis ŽB ir AB dugne14 Kam reikia žinoti geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientus15 Kaip laboratoriniame darbe palyginote gautus rezshyultatus su fizshyiki-
nio modeliavimo duomenimis16 Kaip apskaičiuoti dydžio santykinę paklaidą17 Geofiltracinės tėkmės reguliavimo principai18 Kaip užtikrinti slenksčio pagrindo grunto stiprumą ties drenažo pra-
džia19 Žemutinės (galinės) priešshyfiltracinės sienelės pagrindinis trūshykumas20 Po slenksčiu įrengto drenažo privalumai Kada tokio drenažo tiks-
linga atsisakyti
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
9
seshyptintas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybas GEOFILTRashyCIJOs PO BETONINE UŽTvashyNKashy sKashyIČIashyvIMashys FILČIashyKOvO METOdU
Tiksshylasshy 1) apskaičiuoti geofiltracinės tėkmės parametrus skaičiavi-mų duomenis palyginti su modeliavimo duomenimis 2) nubraižyti geofil-tracinio slėgio aukšshyčių epiūshyrą 3) apskaičiuoti jėgas Ugf ir UA ir palyginti su modeliavimo duomenimis (su 5 laboratorinio darbo duomenimis)
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiFilčiakovo metodas pagrįstas grafine konforminių vaizshydavimų inter-
pretacija Konforminiai vaizshydavimai yra labai efektyvus matematinio ge-ofiltracijos uždavinių sprendimo būshydas todėl ir Filčiakovo metodas yra ir gana tikslus ir universalus
Pagrindinę skaičiavimų dalį sudaro konkretaus požeminio kontūshyro ldquoišshy-tiesinimasrdquo Jo esmė ndash vienaįlaidžio kontūshyro tašshykų perkėlimas spinduliais išshy įlaido apačios tašshyko į horizshyontalią tiesę nubrėžtą per tą tašshyką Sudėtingi kontūshyrai scheminami esant 2 ir daugiau įlaidų kontūshyras dalomas į viena-įlaidžius kontūshyrus dalijant atstumus tarp gretimų įlaidų proporcingai jų ilgiams Šį veiksmą labai patogu atlikti grafišshykai kaip parodyta schemoje tašshyku D (71 pav) Krašshytiniai pakopos tipo elementai transformuojami ana-logišshykai tik pačios pakopos aukšshytis imamas su daugikliu 064
ldquoišshytiesinimordquo principas parodytos schemoje (71 pav) ldquoišshytiesintasrdquo kontūshyras geofiltraciniu požiūshyriu yra analogišshykas paprastam plokšshyčiam ne-įgilintam kontūshyrui kuriam skaičiuoti galima nesunkiai pritaikyti tikslias formules arba esamas nomogramas
Naudojant nomogramas gautas požeminio kontūshyro nelaidžiosios da-lies ilgis Λ perskaičiuojamas į vienetinį ty Λr = 1 Kartu perskaičiuoja-mos būshydingų tašshykų santykinės abscisės
Λ= jjr ξξ (71)
ir laidaus pagrindo sluoksnio santykinis storis
Λminus+= 2)( 22yvishydvishydr STTT (72)
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
40
čia Tvishyd ndash vidutinis laidaus pagrindo sluoksnio storis Sy ndash nelaidaus kontūshyro projekcija į vertikalią ašshyį Λ ndash išshytiesinto nelaidaus kontūshyro ilgis (žr71 pav)
2 Geofiltrshyacishynės tėkmės parshyametrshyaishy
21 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyaishyGeofiltracijos slėgio aukšshyčiai požeminio kontūshyro nelaidžiosios dalies
bet kuriame tašshyke apskaičiuojami pagal šshyią formulęhgfj = hrj Hpt (7)čia hrj ndash santykinis geofiltracinio slėgio aukšshytis gaunamas išshy nomog-
ramųhrj = f(ξrj Tr) (74)
22 Geofiltrshyacishyjos debishytaishyDashylshyishynishyashyishy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishyQgfd = Bkf Hpt qrd (75)
Beshyndrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashys
Qgfb =Bkf Hpt qrb (76)
Šiose (75 ir 76) formulėse qrd ishyr qrb ndash atitinkamai santykinis linijinis dalinis ir santykinis linijinis bendrasis (suminis) debitai
Reikšshymės qrd ir qrb imamos išshy nomogramų (72 pav) pagal priklau-somybes
qrd = f (-ξj Tr ) (77)qrb = f(Tr) (78)
23 Geofiltrshyacishynishyo slėgishyo aushykščishyų grshyadishyentaishyTies nelaidžiomis požeminio kontūshyro dalimis jie nustatomi bendrąja
tvarkaTies išshytekėjimu į ŽB randami išshy dalinių debitų Nagrinėjamame inter-
vale ∆lshy išshytekantis dalinis debitas apskaičiuojamas pagal išshyraišshyką
∆Qgfd = ∆ω kf Igfvishyd = (∆lshy B) kf Igfvid (79)
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
41
7 1
pav
Geo
filtra
cijo
s po
beto
no u
žtva
nka
ant v
ande
niui
laid
aus p
agrin
do sk
aiči
avim
ų sc
hem
a
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
42
išshy čiaIgfvishyd = ∆Qgfd (Bkf middot ∆lshy) (710)
išshy (75) formulės gauname
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) (711)
∆Q1 = Qd ndash Qd = Bkf Hpt (qrd ndash qrd) ir tt
Geofiltracijos slėgio aukšshyčių gradientai
1
9
91
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (712)
2
9
92
)(lshy
qqHI drdrpt
vishydgf ∆minus
= (71)
Apskaičiuoti Igfvishyd dydžiai pažymimi nagrinėtų intervalų viduryje Da-liniai atstumai ∆lshy imami išshy duotojo (ldquoneišshytiesintordquo) požeminio kontūshyro
3 darshybo eishyga1 Naudojamasi penkto laboratorinio darbo duomenimis Skaičiavi-
mai atliekami pagal anksčiau pateiktas formules2 Geofiltracinio slėgio aukšshyčių skaičiavimai surašshyomi į 71 lentelę
7 1 lshyeshynteshylshyėshy geshyoshyfilshytrashycishynshyishyoshy slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyashyishy
Taš-kųNr
ξjcm
Λcm ξrj Tr hrj
h)(F
j
cm
Mj
Fj hh minus
cm
ε =
100Fj
Mj
Fj
hhh minus
1 2 4 5 6 7 8 91
9
3 Daliniai ir bendrasis geofiltracijos debitai ir geofiltracijos slėgio aukšshyčių išshytekėjimo gradientų skaičiavimo rezshyultatai pateikiami 72 lente-lėje
9 9 9 9
9 9 9 9
gf
gf
pt
pt
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
4
7 2
pav
Nom
ogra
mos
geo
filtra
cinė
s tėk
mės
sant
ykin
iam
s par
amet
ram
s ska
ičiu
oti
a) g
eofil
traci
nio
slėg
io sa
ntyk
inia
ms
aukšshy
čiam
s b
) san
tyki
niam
s lin
ijini
ams d
alin
iam
s deb
itam
s sa
ntyk
inia
ms l
iniji
niam
s sum
inia
ms d
ebita
ms
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
44
7 2 lshyeshynteshylshyėshy dashylshyishynshyishyashyishy ishyr beshynshydrashysishys geshyoshyfilshytrashycishyjoshys deshybishytashyishy beshyishy ishyšshyteshykėjishymoshy geshyoshyfilshytrashycishyjoshys slshyėgishyoshy ashyukšshyčishyų vishydutishynshyishyashyishy grashydishyeshynshytashyishy
TašshykųNr -ξ Λ qrdj ∆Q qrb Qb ∆l Ivishyd
9helliphelliphelliphellip9
4 Apskaičiuojamos Ugf ir UA jėgos jų paklaidos
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigą
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokius geofiltracijos parametrus galima apskaičiuoti Filčiakovo
metodu2 Kontūshyro išshytiesinimo pradžia (pirmas veiksmas)3 Į kokią liniją išshytiesinamas vienaįlaidis kontūshyras4 Kaip padalinamas kontūshyras į vienaįlaidžius kontūshyrus5 Kaip tiesinama pakopa ar kiti kontūshyro nelygumai6 Kur brėžiama ordinačių ašshyis η7 Kas tai yra santykinė abscisė 8 Santykinio laidaus sluoksnio storio skaičiavimo formulė9 Kaip randami santykiniai geofiltracijos slėgio aukšshyčiai10 Kaip apskaičiuojami tikrieji geofiltracijos slėgio aukšshyčiai11 Kam reikalingi geofiltracijos slėgio aukšshyčiai12 Kam reikalingos neigiamos abscisės13 Kaip nustatomi sąlyginiai (santykiniai) daliniai linijiniai debitai14 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai linijiniai debitai15 Kaip apskaičiuojami faktiniai daliniai debitai16 Kaip nustatomas sąlyginis (santykinis) suminis debitas17 Kaip apskaičiuojamas faktinis suminis debitas18 Kam reikalingi geofiltracijos debitai
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
45
19 Kaip apskaičiuoti išshytekėjimo gradientus20 Kodėl reikia mokėti nustatyti geofiltracinės tėkmės gradientus21 Kaip apskaičiuoti geofiltracinę jėgą
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
46
ashyštushyntas laborshyatorshyishynishys darshybasvIENashyPashyKOPIO NEPashyTvENKTO KashyNashyLO sLENKsČIOHIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su vandens tekėjimo per nepatvenktą viena-pakopį kanalo slenkstį (81 pav) pobūshydžiu 2) išshymatuoti bei apskaičiuoti pagrindinius hidraulinius parametrus ir palyginti su teoriniais
81 pav Vienapakopio trapecinio kanalo slenksčio hidraulinio tyrimo modelio schema
1 Teshyoshyrshyiniai prshyincipaiKanalo slenksčio įtekėjimo dalyje neturi būshyti nei slūshygio nei patvan-
kos Dėl to joje daroma suspaudimo sienelė su įvairių formų anga Angos matmenys gali būshyti apskaičiuojami pagal nepatvenkto slenksčio debito for-mulę
51
2 olshyjashynashyn HgbmQ = (81)
čia m ashyn ir b
ashyn ndash apibendrintas angos debito koeficientas ir plotis g ndash gravitacijos pagreitis Hlshyjoshy ndash hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
Apibendrintas angos plotis
kashynashyashy hb ω= (82)čia ωashyn ndash angos skerspjūshyvio plotas (būshytishy ashytishydishyeshyms ndash ashyngashy sudėshytishyngoshys
foshyrmoshys) hk ndash vandens gylis atitekėjimo kanale
ashyn ashyn
ashyn ashyn
ashynashyashy
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
47
Hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis
)2()2( 22 gvhgvHH kkkkklshyjolshyj αα +equiv+= (83)
čia αk ir vk ndash Koriolio koeficientas (αk asymp 105) ir vidutinis vandens greitis atitekėjimo kanale
ashyktuashylshyishyashyusishyashy pashyashynshyashylshyishyzuoshytishy deshybishytoshy koshyeshyficishyeshynshytą man nes jis mažai tyri-nėtas išshy (81) formulės gauname
( )51
2 olshyjashynptashyn HgbKQm = (84)
čia Kpt ndash patvenkimo sąlygų koeficientas šshyiame darbe imti Kpt = 1Kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje (užslenkstėje) turi būshyti apsemtas
hidraulinis šshyuolis Jį skaičiuojant reikia žinoti susijusius gylius ndash pirmąjį hI bei antrąjį hII ndash ir faktinį gylį užslenkstės gale huž
Pirmasis susijęs gylis hI kai šshyuolis apsemtas ar bent prispaustas ly-gus gyliui suspaustame pjūshyvyje hs Trapecinio skerspjūshyvio užslenkstėje gy-lis toks
ss
sssss
Ivm
Qmbmbhh +
+minus=equiv
2
22 (85)
čia bs ms vs ndashdugno plotis šshylaito koeficientas ir vidutinis vandens greitis ties suspaustu pjūshyviu
spkkkss hhhgvgv minus++= )2(2 2αϕ (86)
čia ϕs ndash greičio koeficientas hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisAntrasis susijęs gylis hII prizshyminėje trapecinio skerspjūshyvio užslenkstė-
je bendruoju atveju skaičiuojamas remiantis šshyuolio funkcija skaičiavimas sudėtingas reikia kelių pakartotinių bandymų Paprasčiau skaičiuoti pagal formulę
krIIII hh ξ= (arba ξII= hII hkr) (87)
čia hII = huž (nes šshyuolis prispaustas) ξII ndash santykinis antrasis susijęs gylis ξII= f(ξI M) nustatomas pagal BRuplio nomogramą (82 pav) čia ξI ndash santykinis pirmasis susijęs gylis
lshyjoshy
ashyn ashynpt lshyjoshy
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
48
krII hh =ξ (88)
čia hkr ndash kritinis gylisst egravekrkrkr hh ξ= (ξkr = hkr h
st egravekr ) (89)
čia ξkr ndash santykinis kritinis gylis ξkr = f(Mstč)
Mstč = 1 [(mkkr buž) + 1] (810)
ξkr reikšshymės gaunamos išshy 82 paveikslo nomogramosKritinis gylis stačiakampio skerspjūshyvio vagoje hkr
hkr = (αQ2 gbuž)1 (811)
M = 1 [(mhkr buž) + 1] (812)Pastaba (M reikalingas skaičiuoti ξI nes hshI=hkrsdotξ
I)
Skashyishyčishyashyvishymų pashygashylshy (85)hellip(811) foshyrmulshyeshys reshyzulshytashytashyishy prishyklshyashyusoshy nshyuoshy ϕs reshyishykšshymishyų ishyšshysashymishyų duoshymeshynshyų ashypishyeshy jashys nshyėrashy toshydėlshy tishykslshyishynshygashy pashytyshyrishynshyėtishy
išshy (86) formulės gauname
))2(2( 2spkkkss hhhgvgv minus++= αϕ (813)
( ) sssss hhmbQQv +equiv= ω (814)
čia vs ndash greitis suspaustame pjūshyvyje hp ndash slenksčio pakopos aukšshytisKai žemutiniame bjefe hidraulinis šshyuolis prispaustas hs = hI ir huž = hII
Tuomet pagal (88) formulę
hs equiv hI = hkrξI (815)
hkr apskaičiuojamas pagal (89)hellip(811) formules o ξI nustatomas pa-gal 82 paveikslo nomogramą ξI = ϕ(ξII M)
Antras susietasis santykinis gylis ξII
ξII= hIIhkr equiv hužhkr (816)
Treshyčishyashy kashynshyashylshyų slshyeshynshyksčishyų hishydrashyulshyishynshyė proshyblshyeshymashy ndash greshyishyčishyoshy koshyeshyficishyeshynshyshytashys ϕč čishyurkšshylshyės nshyulshyėkishymoshy ashytstumoshy foshyrmulshyėjeshy
stč stč
stč
stč
2stč
(
)hs
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
49
( ) ghhQlshy kpashyn
egraveegrave 2 +=
ωϕ (817)
Vadinasi
( ) )2( ghhQlshy kpashynegraveegrave += ωϕ (818)
2 Modelishyo schemaModulio schema pavaizshyduota 81 paveiksle Centrinė modelio dalis
(užslenkstė) neišshyryšshykinta Ji patikslinama darbo metu (papildoma schema) nes gali būshyti be ramintuvų ar su jais
Būshydingieji modelio matmenys ir tėkmės parametrai matuojami liniuo-te debitas ndash Tomsono slenksčiu ir matavimo adata
5214 TT HQ = cms 0TTT ZZH minus= cm (819)
3 darshybo eishyga31 sushysishypažishynishymas sushy modelishyushy matavishymaishy
1 Susipažįstama su modeliu išshymatuojami jo parametrai nustatomas suspaudimo sienelės angos tipas nshyubrashyishyžoshymashys joshys brėžishynshyys (m 1 ) Pa-
siruošshyiama matuoti debitą (nustatoma 0Z reikšshymė)2 Paleidžiamas nedidelis debitas kad būshytų hk asymp 03hk
mashyx Užslenkstėje sudaromas prispaustasis hidraulinis šshyuolis Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos ypatybės išshymatuojami tėkmės parametrai
3 Padidinamas debitas iki hk asymp hmashyx stebėjimai ir matavimai pakarto-jami
Matavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į modelio schemą bei 81 lentelę
81 lshyeshynteshylshyėshy Pashygrishynshydishynshyishyashyishy tėkmės pashyrashymeshytrashyishy
Band Nr Zk Zk Zuž Zuž
lshyčcm
ZTcm
0TZ
12
ashyn
č
č
č
č
ashyn
14
dg dg
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
50
4 skaishyčishyavishymaishy1 Debitai apskaičiuojami pagal (819) formulę ir surašshyomi į 82 len-
telę2 Tolesni skaičiavimai atliekami 82 lentelėje
82 lshyeshynteshylshyėshy Skashyishyčishyashyvishymų duoshymeshynshyys
Įtekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
Dydis F-lė 1 band 2 band Dydis F-lė 1 band 2 band
Q cms (819) hkr cm (811)
bk cm - Mstč (810)
hk cm - ξkrnomogr ξkrf(Mstč)= ξkrf(Mstč)=
ωk cm2 (bk+mhk)hk hkr cm (89)
vk QωkhII cm hIIhuž
Greitinisslėgis cm gvk 22α ξII (816)
Hlshyj0cm (83) M (812)
ωashyn cm2 ξI nomogr ξI =f(ξII M)= ξI =f(ξII M)=
bashyn cm (82) hI (815)
man (84) vs cms (814)
ϕs(813)
ϕč(818)
Suspaudimo sienelės brėžinys M 1 __
stč
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
51
8 2 pav krξ ir ξII reikšshymių nomograma
5 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant
pagal darbo eigos punktus
6 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dėl ko kanalo slenksčio įtekėjimo dalyje daroma suspaudimo siene-
lė
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
52
3 Suspaudimo sienelės angos matmenų skaičiavimo principas4 Kaip nustatomas apibendrintas suspaudimo sienelės angos plotis5 Kas tai yra hidrodinaminis vandens liejimosi aukšshytis Mokėti užra-
šshyyti ir paaišshykinti formulę6 Mokėti paaišshykinti 84 formulę apibūshydinti darbe nustatytą debito
koeficientą7 Koks turi būshyti hidraulinis šshyuolis kanalo slenksčio išshytekėjimo dalyje
(užslenkstėje)8 Kokie parametrai charakterizshyuoja hidraulinį šshyuolį9 Mokėti paaišshykinti 85 formulę10 Mokėti paaišshykinti 86 formulę11 Kada hidraulinis šshyuolis bus apsemtas12 Kada hidraulinis šshyuolis bus prispaustas13 Kada hidraulinis šshyuolis bus atstumtas14 Kas tai yra santykinis pirmasis ir santykinis antrasis susietieji gy-
liai15 Mokėti užrašshyyti ir paaišshykinti kritinio gylio stačiakampėje vagoje
išshyraišshyką16 Mokėti naudotis santykinių susietųjų gylių nustatymo nomograma17 Mokėti paaišshykinti 813 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę18 Kaip darbe nustatomas greitis suspaustajame pjūshyvyje19 Mokėti paaišshykinti 818 formulę apibūshydinti gauto greičio koeficien-
tą ir jo reikšshymę20 Kanalų slenksčių paskirtis21 Kaip darbe išshymatuotas debitas
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
5
devishyntas laborshyatorshyishynishys darshybasGREITvIETĖs HIdRashyULINIs TYRIMashys
Tiksshylasshy 1) susipažinti su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija ir para-metrais su vandens tekėjimo greitvietėje pobūshydžiu 2) išshymatuoti tėkmės charakteristikas ir palygint su teorinėmis
91 pav Greitvietės su dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių latako dugne modelio schema
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDirbtinis šshyiurkšshytumas gerokai sumažina vandens tekėjimo greitį to-
dėl greitvietę galima projektuoti didesnio nuolydžio ir taip atpiginti jos sta-tybą Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėje greit nusistovi tolygusis tekėjimas todėl nereikia skaičiuoti slūshygo kreivės
Dirbtinio šshyiurkšshytumo konstrukcija išshy kvadratinio skerspjūshyvio sijelių (kvadrato krašshytinės ilgis ∆) paprasta ir yra gana efektyvu statyti hidrauliniu požiūshyriu Optimalus atstumas tarp sijelių centrų ndash 1-8 ∆ minimalus tėkmės viršshy sijelių gylis ndash h ge ∆
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
54
Šio tipo greitviečių latakų hidrauliniam skaičiavimui taikoma Šezshyi for-mulė
RICQ ω= (91)
kurioje Šezshyi koeficientas
λ8gC = (92)
čia g ndash gravitacijos pagreitis λ ndash hidraulinės trinties koeficientas Pagal OAivazshyianą stačiakampio skerspjūshyvio pastovaus pločio la-
take
λ = 004 + 229 I2 + kI01 χ
λ bh
kII ∆++= 102292040 (9)
čia I ndash greitvietės latako dugno nuolydis I le 06 b ir χ ndash latako dugno plotis ir šshylapiasis perimetras (χ = b+2h) k ndash sijelių išshydėstymo formos koeficientas (tiesių išshytisinių sijelių
k = 088 tiesų neišshytisinių ndash k = 165 ir pan)Greitvietės užslenkstėje vanduo raminamas apsemtuoju arba bent pri-
spaustuoju hidrauliniu šshyuoliu Svarbu žinoti tokio šshyuolio parametrusKai prispaustasis šshyuolis yra užslenkstėje paprastai imama hI = hs
(greitvietės latako) o antras susietasis gylis hII skaičiuojamas pagal žino-mas hidraulikos formules Jei greitvietės užslenkstė horizshyontali stačiakam-pio skerspjūshyvio pastovaus pločio buž = b(gr) = const ir natūshyralaus šshyiurkšshytu-mo tai
( ) 18150
minus+= Ikr
III hhhh (94)
čia hkr ndash kritinis tėkmės gylis šshyiuo atveju
22 gbQhkr α= (95)
čia α ndash Koriolio koeficientas (α asymp 105)Kai šshyuolis susidaro greitvietės latake jo parametrai skaičiuojami pa-
gal specialias formules
1 + 8(hkr hI)3 ndash 1
kr gb
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
55
2 Laborshyatorshyishynishyo modelishyo schemaJi pavaizshyduota 91 paveiksle Greitvietės latakas yra pastovaus dugno
pločio ir nuolydžio Nuolydžiui nustatyti latako šshyoninėje sienelėje įbrėžta horizshyontali linija Tėkmės gylis greitvietės latake matuojamas matavimo adata debitas ndash Tomsono slenksčiu ir kita matavimo adata
5214 THQ = cms TTT ZZH 0minus= cm (96)
čia zT ir TZ 0 ndash adatos rodmenys
3 darshybo eishyga1 Susipažįstama su modeliu2 Matavimai išshymatuojami modelio parametrai aptariamas šshyiurkšshytu-
mo tipaspasiruošshyiama matuoti tėkmės gylį (nustatoma ∆0Z ) ir de-
bitą (nustatoma TZ0 )3 Paleidžiamas nedidelis debitas bet kad būshytų h gt 3∆ ir prispaustasis
šshyuolis užslenkstėje Tėkmei nusistovėjus stebimos ir fiksuojamos tėkmės ypatybės atskaičiuojamos Z∆ ir ZT išshymatuojamas huž
4 Padidinamas debitas stebėjimai ir matavimai pakartojami5 Patvenkiant ŽB sudaromas šshyuolis greitvietės latake kuris lygina-
mas su ankstesniojo atvejo šshyuoliu6 Vandens tiekimo sklendė uždaroma beveik iki galo stebimos rie-
dančiosrsquorsquo bangosMatavimų ir stebėjimų duomenys surašshyomi į 91 lentelę
91 lshyeshynteshylshyėshy mashytashyvishymų ishyr steshybėjishymų duoshymeshynshyys
Band Nr z z0h
cmhužcm zT TZ0
HTcm Tėkmės pobūshydis
1
2
14
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
56
7 skaishyčishyavishymaishy71 debitas skaičiuojamas pagal (96) formulę72 kiti skaičiavimai atliekami 92-94 lentelėse
92 lshyeshynteshylshyėshy Teshyoshyrishynshyishyashyishy λt ishyr Ct
Band Nr I K ∆
cmh
cmb
cmχ
cm χb
hkI ∆10 229I2 λt()
Ct(2)
12
93 lshyeshynteshylshyėshy Ekspeshyrishymeshynshytishynshyishyashyishy λe ishyr Ce pashylshyygishynshyishymashys su λt ishyr Ct
Band Nr
Qcms
(6)
ωcm2
Rcm
(1)RIω RIQ
Ce
ω
=
28 e
e
Cg
=λ1001
minus
=
e
t
c
CC
ε
1001
minus
=
e
t
λλ
ε λ
12
94 lshyeshynteshylshyėshy Prishyspashyustoshyjoshy hishydrashyulshyishynshyishyoshy šshyuoshylshyishyoshy hII
Band Nr α Q
mshkrcm(5)
hII
cmhužcm ∆h = hI - huž
100IIhh∆=ε
12
4 išshyvadoshysJos rašshyomos išshysamiai pagal darbo tikslo punktus detalizshyuojant pagal
darbo eigos punktus
5 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Darbo tikslas2 Dirbtinio šshyiurkšshytumo greitvietėse paskirtis
klshy01
100100
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
57
3 Dirbtinio šshyiurkšshytumo elementų jų išshydėstymo matmenys gylis4 Šezshyi formulė5 Šezshyi koeficientas6 Mokėti paaišshykinti 93 formulę7 Šlapiasis perimetras8 Hidraulinio šshyuolio padėtys9 Kodėl laboratorinis darbas atliekamas esant prispaustajam hidrau-
liniam šshyuoliui10 Kada hI = hs 11 Mokėti paaišshykinti 94 formulę12 Kas tai hkr 13 Mokėti užrašshyyti hkr formulę14 Kaip darbe nustatytas debitas15 Kaip darbe sudarytas prispaustas hidraulinis šshyuolis16 Kam reikalingos greitvietės17 Mokėti užrašshyyti dydžio santykinės paklaidos formulę18 Greitvietės pratekėjimo dalies skaičiavimo principas19 Greitvietės išshytekėjimo dalies skaičiavimo principas20 Ar projektuojant greitvietes reikia atlikti geofiltracijos skaičiavi-
mus
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
58
deshyšshyimtas laboshyrshyatoshyrshyinis darshybasKashyNashyLŲ HIdROTECHNIKOs sTashyTINIŲ MashyKETŲ ashyNashyLIZĖ
dashyrboshy tishykslshyashys 1) susipažinti su laboratorijoje esančiais kanalų HTS maketais 2) aprašshyyti dėstytojo nurodytus maketus detalizshyuoti įtekėjimo pra-tekėjimo ir išshytekėjimo dalis 3) pažymėti pastebėtus netikslumus trūshykumus 4) schemišshykai atlikti dviejų laisvai pasirinktų maketų išshyilginius pjūshyvius
1 Bendrshyosishyos žishynishyosPagal paskirtį kanalų HTS gali būshyti tokie 1 Reguliavimo ndash vandens debitams bei lygiams reguliuoti (įvairūshys
šshyliuzshyai reguliatoriai)2 Susiejimo ndash skirtingiems kanalo dugno lygiams susieti ties staiges-
niais žemės paviršshyiaus pažemėjimais arba dirbtinai mažinant kana-lo dugno nuolydį (greitvietės ir slenksčiai)
3 Pratekėjimo ndash vandeniui pratekėti per kanalo trasoje pasitaikančias kliūshytis - daubas upelius kitus kanalus kelius kalvas ir pan (pralai-dos tiltai akvedukai diukeriai kanalai-latakai)
4 Laivų šshyliuzshyai laivų keltuvai uostai prieplaukos krantų tvirtinimo ir kt vagotvarkos bei hidrometriniai statiniai
Šiame laboratoriniame darbe bus nagrinėjami įvairios paskirties ma-žų ir vidutinių kanalų (griovių) HTS taip pat nedidelių upelių bei ežerų vandens lygio reguliavimo HTS maketai
2 darshybo eishygaAnalizshyuojami 5-6 HTS maketai Jų atskiros sudedamosios dalys (ele-
mentai) aprašshyomos žemiau pateiktos formos lentelėje Dviejų HTS maketų schemos nubraižomos milimetriniame popieriuje
101 lshyeshynteshylshyėshy Kashynshyashylshyų HTS mashykeshytų ashynshyashylshyishyzė
Maketo inv Nr
HTSpavadinimas Įtekėjimo dalis Pratekėjimo dalis išshytekėjimo dalis
1 2 4 5
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
59
3 išshyvadoshysJose tikslinga pažymėti pastebėtus svarbiausius netikslumus taip pat
reikia nurodyti kiekvieno HTS priskirtinumą vienai ar kitai grupei pagal paskirtį ir pan
lashyboshyrashytoshyrishynshyishyoshy dashyrboshy gynshyishymoshy meshytu studentas naudodamas dėstyto-jo nurodytą maketą pagal lentelėje pateiktą aprašshyymą paaišshykina kanalo HTS ir jo sudedamuosius elementus arba paprašshyius dėstytojui nubraižo nurodytus HTS pjūshyvius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
60
vishyenushyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasHishydrshyotechnishykos statishynishyų angų Uždorshyishyų analishyzė
Tiksshylasshy 1) susipažinti su uždorių konstrukcija ir nustatyti jų tipą 2) atlikti pateiktų uždorių pavyzshydžių skaičiavimus 3) nustatyti pagrindinių rygelių išshydėstymo teisingumą
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyUždoriai yra vandeniui nelaidžios judrios konstrukcijos įtaisytos van-
dens pralaidų angose patvenkto vandens lygiams bei debitams reguliuoti taip pat laivams sieliams palaidai mišshyko medžiagai įvairiems plūshydme-nims (ižui ledui šshyiukšshylėms) žuvims praleisti vandens saugykloje ar hidro-technikos statiniuose susikaupusiems nešshymenims išshyplauti
Uždoris paprastai yra sudarytas išshy sandaraus medinio ar plieninio ap-kalo jį palaikančio standaus plieninio karkaso atraminių ndash eigos dalių (pa-važų ratų) ir sandarinimo įtaisų išshy medienos gumos ar plastikų
Uždoriams įtaisyti ir manevruoti hidrotechnikos statinyje turi būshyti nu-matytos įdėtinės dalys valdymo įranga tarnybos tiltai ir kita
Uždorių įdėtinės (nejudrios) dalys yra hidrotechnikos statinyje (ram-tų ir taurų gelminių angų išshyėmose) įtvirtintos konstrukcijos kuriomis uždoris sandariai susiejamas su statiniu ir patikimai juda uždoriu manev-ruojant Per įdėtines dalis uždorį veikianti vandens slėgio jėga perduo-dama statiniui (ramtams taurams kai kada - angos dugnui ar visam jos kontūshyrui)
Uždorių valdymo įranga išshydėstoma ramtuose tauruose tarnybos til-tuose ir gali būshyti stacionaru arba judri Ji veikia panaudojant fizshyinę jėgą (esant mažiems uždoriams) mechaninę hidraulinę bei elektros energiją kuri perduodama uždoriui per standžias ar lanksčias traukles
Tarnybos tiltai reikalingi uždorių valdymo įrangai išshydėstyti saugiai jos eksploatacijai užtikrinti
Pashygashylshy pashydėtį hidrotechnikos statinyje skiriami pashyvishyršshyishynishyashyishy ir dugnishy-nishyashyishy uždoriai naudojami atitinkamai paviršshyinėms ir dugninėms angoms
Pashygashylshy pashyskishyrtį skiriami tokie uždorių tipai- pashygrishyndishynishyashyishy (eksploataciniai) nuolat veikiantys eksploatuojant
hidrotechnikos statinį
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
61
- reshymoshyntishynishyashyishy nuleidžiami į stovintį vandenį priešshy pagrindinius kai juos reikia remontuoti
- ashyvashyrishynishyashyishy nuleidžiami į tekantį vandenį vietoje sugedusio pagrindi-nio uždorio
- stashytyshybishynishyashyishy naudojami statybos metuPashygashylshy koshynshystrukcishyjashys išshyskiriama kelios dešshyimtys uždorių tipų Labiau-
siai paplitę paviršshyiniai uždoriaiplshyoshykšshytishyeshyjishy turintys plokšshyčią apkalą Jie dar skirstomi į- slankiuosius (šshyliaužiojantys aukšshytyn-žemyn ramtų bei taurų išshyėmo-
se) ndash sijinius (šshyandorinius) skydinius rygelinius - besisukiojančiuosius apie horizshyontaliąją ašshyį ndash vožtuvinius- besisukiojančiuosius apie vertikaliąją ašshyį ndash vartų tipo (naudojami
laivų šshyliuzshyuose polderių vandens pralaidose)- kreivuosius ndash segmentinius
111 pav Paviršshyiniai uždoriai a ndash šshyandorinis b ndash plokšshyčiasis šshyliaužiojantysis su dviem pagrindiniais rygeliais c ndash vožtuvinis d ndash segmentinis 1 ndash šshyandorai
2 ndash trauklės veikimo kryptis 3 ndash apkalas 4 ndash pagrindiniai rygeliai 5 ndash pagrindiniai statramsčiai 6 ndash atraminis statramstis 7 - ašshyis
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su pateiktų uždorių maketais jų konstrukcija Nu-
statomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė išshysiaišshyki-namas jų išshydėstymo teisingumas
2 Pasirinktu masteliu nubraižomos 2-3 pateiktų uždorių projekcijos3 Atliekami skaičiavimai esant Hashy ge Huž pasirinktu masteliu (pogru-
pėms) čia Ha ir Huž ndash vandens gylis ir uždorio aukšshytis 4 Apskaičiuojamas vandens gylis Hashy segmentiniam uždoriui
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
62
5 Apskaičiuojamos hidrostatinio slėgio jėgos veikiančios uždorių paviršshyių
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo klausimus atsižvel-
giant į gautus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy 1 Kas yra uždoris2 Kaip klasifikuojami uždoriai3 išshyvardinkite plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio dalis4 Kokie yra plokšshyčiojo šshyliaužiančiojo uždorio privalumai ir trūshyku-
mai5 išshyvardinkite segmentinio uždorio dalis6 Kokie yra segmentinio uždorio privalumai ir trūshykumai7 Kokiems hidrotechnikos statinio elementams turi įtaką uždorio ti-
pas8 Kaip pasireišshykia šshyi įtaka9 Kokių uždorių tipas tinkamesnis eksploatuoti10 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami plokšshyčiajam šshyliaužiančia-
jam uždoriui ir kodėl 11 Kokie kėlimo mechanizshymai naudojami segmentiniam uždoriui ir
kodėl12 Kokia pagrindinė uždorių konstrukcijos dalis13 Į ką ir kaip persiduoda hidrostatinio slėgio jėga Jėgos pridėties
tašshykas14 Kokios hidrostatinio slėgio jėgos veikia segmentinį uždorį
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
6
dvyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasUŽdORIŲ KELTUvŲ ashyNashyLIZĖ
Tiksshylasshy 1) susipažinti su įvairiais hidrotechnikos statinių uždorių kel-tuvais nustatyti jų tipą 2) nubraižyti 1-2 pjūshyvius 3) atlikti reikiamus skaičiavimus ir analizshyę
1 Teorshyishynishyaishy pagrshyishyndaishyDidesniems uždoriams būshytina mechaninė hidraulinė bei hidromecha-
ninė valdymo įrangaMechaninė įranga būshyna dvejopa1 Stacionari skirta konkrečiam uždoriui ndash tai sraigtiniai ir gerviniai
keltuvai2 Paslanki skirta grupei uždorių ndash tai telferiai portaliniai taip pat
automobiliniai kranaiSrashyishygtishynishyashyishy keshylshytuvashyishy gali būshyti su krumpliaratine arba su sliekine pava-
ra rank niai bei su elektros varikliais Jie būshyna su standžia traukle ir todėl naudojami plokšshytiesiems šshyliaužiojantiesiems uždoriams kuriems galutinai nuleisti reikia paspaudimo Rankiniu sraigtiniu keltuvu galima išshyvystyti 10 kN o sliekiniu keltuvu ndash 25ndash30 kN jėgą Elektriniu keltuvu išshyvystoma 150 kN jėga Naudojant porinius keltuvus minėtos jėgos padvigubėja
Sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsniai apskaičiuojami pagal šshyias formules
srpK = hd sr
o ∆π (121)
čia Δ h ndash sraigtinio veleno sriegio žingsnis
srod ndash vidutinis sraigtinio veleno skersmuo
2)( vdishyšshyoshyrdsrod += (122)
čia ishyšshyoshyrd ndash išshyorinis sraigtinio veleno skersmuo
vd ndash vidinis sraigtinio veleno skersmuoRankinio sraigtinio keltuvo jėgos perdavimo laipsnis nuo rankenos
apskaičiuojamas taip
sr sr
sr
sr
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
64
srodrRsr
pK =minus (12)
čia rR ndash rankenos ilgis iki sraigtinio velenoEsant krumpliaratinei arba sliekinei pavarai jėgos perdavimo laipsnis
apskaičiuojamas taip
21 nndpK = (124)
čia n1 ndash vedančiojo krumpliaračio dantukų suma n2 ndash pagrindinio krumpliaračio dantukų sumaSuminis jėgos perdavimo laipsnis yra lygus visų jėgos perdavimo
laipsnių sandaugai
dpKsr
pKsrpKpK sdotminussdot=sum (125)
Porinius keltuvus reikia būshytinai naudoti tuomet kai uždorio plotis di-desnis už jo aukšshytį Gerviniai keltuvai paprastesni bet jie netinka šshyliaužiojan-tiesiems uždoriams Hidraulinė įranga taikoma tik specialiems uždoriams
Hidromechaninė įranga ndash tai įvairūshys hidrauliniai keltuvai vis plačiau taikomi uždoriams valdyti Jie kompaktišshyki jais galima išshyvystyti dideles ir kėlimo ir nuleidimo taip pat ir plokšshyčių šshyliaužiojančiųjų uždorių jėgas Hidrauliniai keltuvai būshyna tik stacionarūshys
Uždorių valdymas gali būshyti neautomatizshyuotas bei automatizshyuotas vietinio bei distancinio valdymo pagal komandas arba pagal nustatytas programas
Labai svarbu užtikrinti uždorių valdymo patikimumą ypač maksima-liųjų potvynių bei poplūshydžių debitų praleidimo atvejais Įvairūshys konstrukci-niai ir eksploataciniai uždorių valdymo sutrikimai yra neretų hidrotechni-kos statinių incidentų bei avarijų priežastys
2 darshybo eishyga1 Susipažįstama su keltuvais ir jų konstrukcija 2 Nustatomas tipas atliekama konstrukcinių elementų analizshyė atlie-
kami matavimai ir apskaičiuojamas keltuvo perdavimo laipsnis3 Pasirinktu masteliu nubraižomi 1ndash2 pateiktų keltuvų pjūshyviai
sr
sr
n1 n2
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
65
3 išshyvadoshys išshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslus atsižvelgiant į gau-
tus darbo rezshyultatus
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia būshyna uždorių valdymo mechaninė įranga2 Kokie būshyna sraigtiniai keltuvai3 Kokia jėga išshyvystoma rankiniu keltuvu4 Kokią jėgą išshyvystoma rankiniu keltuvu su sliekine pavara5 Kokią jėgą išshyvysto elektrinis keltuvas6 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis rankiniame sraigtinia-
me keltuve7 Nuo ko priklauso jėgos perdavimo laipsnis mechaniniame keltu-
ve8 Koks gali būshyti uždorių valdymas9 Kodėl poriniai keltuvai esant plokšshytiems šshyliaužiantiesiems uždo-
riams turi dirbti sinchronišshykai10 Kas poriniams keltuvams suteikia jų darbo sinchronišshykumą11 Kas įvyktų jei poriniai keltuvai nedirbtų sinchronišshykai12 išshyvardinti pateiktų keltuvų detales
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
66
Trshyyshylishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKaushyno hishydrshyomazgas
Tiksshylasshy 1) susipažinti su Kauno hidromazshygo istorija 2) susipažinti su jo hidrotechnikos statiniais ir jų konstrukcijomis 3) nustatyti hidromazshy-go HTS funkcionalumą ir įvertinti jų techninę būshyklę
1 Trshyushympa hishydrshyomazgo ishystorshyishynė rshyaishyda ishyrshy charshyaktershyishystishykosKauno hidromazshygas tuo metu turėjo išshyspręsti 3 problemas- elektros energijos gamybą- pavasario potvynių pavojaus Kauno miestui ir kt miesteliams bei
gyvenvietėms pasroviui likvidavimą- laivybos sąlygų pagerinimą Nemuno upėje
131 pav Kauno hidromazshygo schema 1I ndash supiltinė žemių užtvanka 1 ndash suplautinė žemių užtvanka 2 ndash slenkstinė betono gravitacinė užtvanka
(SBGU) 3 ndash HE pastatas 4 ndash planuoto laivybos šshyliuzshyo trasa 5 ndash Nemuno senvagės kontūshyras
Svarbesni Kauno hidromazshygo etapai diams 1948 m ndash tyrinėjimo ir projektavimo pradžiadiams 1954 m ndash Vyriausybė patvirtina projektądiams 1955 m ndash statybos pradžiadiams 1956 m ndash žemės darbų pradžia
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
67
diams 1957 m ndash betonavimo darbų pradžiadiams 1959 11 05 ndash pradėtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1960 04 18 ndash hidroelektrinė pradėjo dirbti visu pajėgumuKauno hidromazshygą sudaro 4 hidrotechnikos statiniai- 1ndash2 žemių užtvankos (supiltinės)- hidroelektrinė- trijų angų slenkstinė betono gravitacinė užtvanka (SBGU)- 3 žemių užtvanka (suplautinė) Žemių užtvankų keteros altitudė
Zkeshyt = 4800Hidroelektrinėje yra 4 agregatai išshy pradžių instaliuotasis galingumas
buvo 90MW po 1975 m rekonstrukcijos instaliuotasis galingumas padidė-jo iki 1008 MW Vidutinis metinis energijos išshydirbis yra 351 mln kWh
Vandens saugyklos pagrindiniai parametraidiams FPL ndash 4560diams NPL ndash 4400diams MishynPL ndash 4000diams ZŽBVL ndash 2400diams Hpt =200 m Vandens saugyklos plotas ir tūshyris- kai FPL 725 km2 ndash 572 mlnm- kai NPL 635 km2 ndash 462 mlnm- kai MishynPL 467 km2 ndash 240 mlnmVandens saugyklos parametrai- ilgis ndash 80 km- vid plotis ndash 079 km- max plotis ndash 32 km- kranto ilgis ndash 200 km- vid gylis ndash 73 m- max gylis ndash 246 m
2 darshybo eishyga1 Detaliai susipažįstama su hidromazshygo hidrotechnikos statiniais2 Nubraižomas bent vienas eskizshyinis pjūshyvis per SBGU ir atliekama
specifikacija3 Susipažįstama su hidromazshygo naudojimo sąlygomis
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
68
4 Nurodomi ir aptariami hidromazshygo HTS ir jų elementų pažeidi-mai ar deformacijos
3 išshyvadoshysišshyvados rašshyomos pagal laboratorinio darbo tikslo punktus atsižvel-
giant į surinktą informaciją
4 Laborshyatorshyishynishyo darshybo gyshynishymo klaushysishymaishy1 Kokia Kauno hidromazshygo paskirtis2 Kokie hidrotechnikos statiniai sudaro hidromazshygą3 Kokia pagal statybos būshydą yra 1-2 žemių užtvanka4 Kokia pagal statybos būshydą yra 3 žemių užtvanka5 Kokias problemas išshysprendė pastatytas hidromazshygas6 Koks agregato instaliuotasis galingumas7 Kokio tipo SBGU uždoriai8 Koks SBGU angos plotis9 Kokie vandens energijos slopinimo įrenginiai įrengti SBGU žemu-
tiniame bjefe10 Kas įrengta keteroje11 Kaip sutvirtinti žemių užtvankų aukšshytutiniai šshylaitai12 Koks drenažas įrengtas 1-2 žemių užtvankoje13 Koks drenažas įrengtas 3 žemių užtvankoje14 Kokios antifiltracinės priemonės įrengtos užtvankose15 Kokio tipo turbinos16 Koks turbinų sukimosi greitis17 Koks turbinų sukimosi dažnis18 Kur tiekiama elektros energija19 Dėl ko po rekonstrukcijos padidėjo agregato instaliuotasis galingu-
mas20 Kam žemių užtvankoje įrengtas parapetas
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
69
Ketushyrshyishyolishyktas laborshyatorshyishynishys darshybasKRUONIO HIdROashyKUMULIashyCINĖ ELEKTRINĖ
Tiksshylasshy išshyanalizshyuoti kameraliai ir natūshyroje didžiausią Lietuvos hid-romazshygą ir jo sudedamuosius hidrotechnikos statinius įtvirtinti žinias apie hidroakumuliacinių elektrinių (HAE) paskirtį ir veikimo principą
1 Trshyushympa ishystorshyishyja HashyE rshyodishyklishyaishy darshybo įforshymishynishymo paaishyškishynishymasElektrinės pagrindinė paskirtis ndash reguliuoti energetikos sistemos ap-
krovimų paros netolygumus gerinti elektros energijos kokybę ir esant būshy-tinumui savo manevringa įranga kompensuoti energijos deficitą avarijų metu sistemoje
Priešshy statant Lietuvoje tokią elektrinę buvo nagrinėtos šshyešshyios staty-bos vietos Perspektyviausiai atrodė Strėvos HAE (dabar Kruonio HAE) ndash 1600Mw ir Sudervės HAE ndash 2000 MW Esminis Kruonio HAE ekonomi-nis pranašshyumas ndash kaip žemutinį vandens telkinį galima panaudoti Kauno marias (635 km2) o Sudervės HAE būshytų reikėję statyti brangų žemutinį baseiną užtvenkiant Nerį
Nuo HAE idėjos momento (1962 m) iki statybos pradžios vyko inten-syvios diskusijos alternatyva Kruonio HAE ndash statyti Biršshytono hidroelektri-nę tačiau 1967 m birželio 15 d įvykusiame Nuolatinės energijos ugdymo komisijos posėdyje nutarta statyti Kruonio HAE
Kruonio HAE techninis ekonominis pagrindimas buvo parengtas ga-na greitai Jau 1973 m birželio 15 d jį svarstė Vyriausiosios energetikos ir elektrifikavimo valdybos mokslo ndash techninė taryba ir išshy esmės jam pritarė Tais pačiais metais liepos 12 d Kruonio HAE techniniam ndash ekonominiam pagrindimui įvertinusi visų Respublikos žinybų pareikšshytas pastabas vie-ningai pritarė ir Lietuvos Vyriausybė
Projektą parengė Maskvos institutas ldquoHidroprojektasrdquo Techninis pro-jektas buvo patvirtintas 1978 m balandžio 4 d Detaliajam projektavimui prireikė ketverių metų o išshy viso kartu ir techniniam ndash ekonominiam pa-grindimui ndash ašshytuonerių metų Tai liudija kad didelis ir sudėtingas KHAE projektas buvo labai kruopšshyčiai išshynagrinėtas
Nuo 1998 m liepos 1 d veikia 4 agregatai Ekologų ir hidrotechnikų moksliniai tyrimai atlikti Kauno mariose ir Kruonio HAE aukšshytutinio ba-
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
70
seino įtakos zshyonose įrodė kad įtaka aplinkos ekosistemoms veikiant HAE praktišshykai nepastebima
Statybos ir montavimo darbų mastai (nuo 1978 m iki 2000 m)diams atlikta 38 mln m įvairių žemės darbųdiams statybai sunaudota 144 mln m betono ir gelžbetoniodiams sumontuota apie 120 tūshykst t metalo konstrukcijų ir apie 8 tūshykst t
metalo armatūshyraidiams nutiesta 22 km magistralinių kelių pastatyti 3 tiltaidiams pastatytas Elektrėnų ii mikrorajonasKruonio HAE statybos etapaidiams 1978 m ndash oficiali Kruonio HAE statybos pradžiadiams 1981 03 01 ndash pradėta aukšshytutinio baseino statybadiams 1982 06 25 ndash pradėti statyti valymo įrenginiai diams 1985 08 28 ndash pradėti statyti slėginiai vamzshydynaidiams 1984 04 21 ndash įbetonuotas kertinis akmuo Į KHAE pastatą diams 1987 05 22 ndash išshy Leningrado atplaukė pirmieji 2 turbinų darbo
rataidiams 1992 02 18 ndash priimtas eksploatuoti pirmas agregatasdiams 1992 07 14 - užpildytas aukšshytutinis baseinasdiams 1992 08 05 ndash paleistas antras agregatasdiams 1994 08 03 ndash pradėtas eksploatuoti trečias agregatasdiams 1998 06 30 ndash patvirtintas eksploatuoti ketvirtas agregatas Projektinis aukšshytutinio baseino lygis - 15350 pasiektas 2000 12 37Projektinis HAE galingumas 1600 MW (8 agregatai po 200 MW)Turbishynashy ndash sishyurblshyyshys tipas ndash radialinė ašshyis darbo rato skersmuo ndash 63
m turbinos galingumas ndash 205 MW apsisukimai ndash 150 apsmin turbinos težimo debitas ndash 189 ms nominalusis slėgis ndash 100 m gamintojas ndash Le-ningrado metalo gamykla
Geshyneshyrashytoshyrishyus ndash vashyrishyklshyishys tipas ndash sinchroninis vertikalusis galingumas ndash 236 MW generatoriaus įtampa ndash 1575 kV svoris ndash 1120 t gamintojas ndash Charkovo sunkiųjų mašshyinų gamykla
Vashymzdyshynashys ilgis ndash po 840 m kiekvienas vidaus skersmuo ndash 75 m pamatai ndash gelžbetoniniai poliai (skersmuo 10 m ilgis 16 m 2800 vnt)
Aukšshytutishynishys bashyseshyishynashys plotas ndash 303 ha baseino perimetras ndash 68 km vandens lygiai ndash 15350 ndash maksimalus 140 00 ndash minimalus dugnas ndash 13800 visas baseino tūshyris ndash 48 mln m naudingasis tūshyris ndash 41 mln m
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
71
Reshyveshyrsishynishys kashynashylshyashys dugno plotis 290 m ilgis 660 m vandens gylis ndash 10 m
Vashyndeshyns ishymtuvashys vientisas gelžbetoninis statinys kurio ilgis ndash 127 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
HAE pashystashytashys gelžbetonio statinys kurio ilgis 188 m plotis ndash 70 m aukšshytis ndash 50 m
Specifikacija pateikta Kruonio HAE schemoje
141 pav Kruonio HAE pagrindinė schema 1) aukšshytutinis baseinas 2) vandens priimtuvas 3) slėginis vamzshydynas 4) jėgainė 5 ) reversinis kanalas
žemutinis baseinas (Kauno marios) 6) elektros įtampos skirstykla 7) Strėvos upės žuvų pralaida 8) valymo įrenginiai
Darbo atsiskaitymui studentas pateikia i-2 p Aprašshyymą suformuluo-ja išshyvadas pasirengia atsakyti į pateiktus klausimus
1 Laboratorinio darbo gynimo klausimai1 Elektrinės paskirtis2 Kada pradėta statyti Kruonio HAE 3 Kada paleistas pirmasis agregatas
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius
72
4 Kiek agregatų veikia šshyiuo metu 5 Mokėti parodyti schemoje pagrindinius elektrinės elementus6 Reversinio kanalo matmenys7 Koks vieno agregato galingumas 8 Koks vieno agregato debitas dirbant turbinos režimu9 Koks vieno agregato debitas dirbant siurblio režimu 10 Projektinis ABVL11 Aukšshytutinio baseino vidutinė dugno altitudė 12 Žemutinio baseino (Kauno marių) NPL13 Aukšshytutinio baseino plotas14 Vamzshydyno ilgis15 Vamzshydžių vidinis skersmuo16 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos skersinis profilis17 Aukšshytutinio baseino gruntinėsbetoninės dambos ilgis18 Kada pasiektas projektinis ABVL
Lishytershyatūshyrshya1 Design of small dams 1987 Washington US Dept of interior2 Ramonas č 2000 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
techninė statyba- K Akademija3 Rimkus z 2001 (sudarytojas kiti autoriai nurodyti 1 puslapyje) Hidro-
technikos statinių projektavimas Metodiniai patarimai- K Akademija 4 Ruplys B 1988 Hidrotechniniai statiniai ndash Vilnius Mokslas5 Statybos techninis reglamentas STR 202052004 ldquoHidrotechnikos stati-
niai Pagrindinės nuostatosrdquo ndash Vilnius6 Statybos techninis reglamentas STR 205152004 ldquoHidrotechnikos stati-
nių poveikiai ir apkrovosrdquo ndash Vilnius7 Statybos techninis reglamentas STR 205172004 bdquo Gruntinių medžiagų
užtvankosrdquo ndash Vilnius8 Statybos techninis reglamentas STR 205192004 bdquo Betoninės ir gelžbeto-
ninės užtvankos ir jų konstrukcijosrdquo ndash Vilnius