3. Фильтрационный расчет

Скорость фильтрации при установившемся движении определяется по формуле Дарси:

, (3.1)

где – коэффициент фильтрации, м/с;

i – гидравлический градиент грунтового потока.

Расход фильтрующейся жидкости Q определяется по формуле:

(3.2)

где – площадь живого сечения,.

В случае широкого фильтрационного потока расчет ведут на единицу его длины и называют удельным расходом:

, (3.3)

где – глубина равномерного движения грунтовых вод, м.

Согласно заданию имеется строительный котлован (L, B, Hк), который разработан в водоносном пласте. Глубина строительного котлована Hк = 4,0 м. Водопроницаемый грунт – мелкий песок с коэффициентом фильтрации = 5 .[1] Водоупором является слой глины.

3.1. Определение радиуса влияния

Радиус влияния зависит от рода грунта и определяется:

̶ по ряду зависимостей, например по формуле И. П. Кусакина,

(3.4)

где S – глубина откачки воды (глубина водоносного слоя), м;

– коэффициент фильтрации, м/с.

– по результатам инженерно – геологических изысканий.

Согласно [3], радиус влияния породы мелкий песок R = 200м.

3.2 Построение кривой депрессии

Производятся следующие вычисления:

а) определение вспомогательной величины h;

, м, (3.5)

где m ̶ заложение откоса строительного котлована, задается в зависимости от грунта, приводится в [11].

= 0.24 м.

б) определяется высота зоны высачивания ;

, м, (3.6)

где Т ̶ расстояние между дном котлована и водоупором, м.

Т = h_в.у. – H_к., м, (3.7)

Т = 8,0 – 4,0 = 4,0 м,

.

в) кривая депрессии строится по формуле для сориентированного по координатным осям чертежа:

, м² , (3.8)

где y – вертикальная координата кривой депрессии, м;

x – горизонтальная координата кривой депрессии, м;

H₁ ̶ расстояние между УГВ и уровнем водоупора, м;

H₂ ̶ расстояние между точкой высачивания и уровнем водоупора, м.

, м, (3.9)

H₁ = 8 – 2,5 = 5,5 м;

H₂ = T + , м; (3.10)

H₂ = 4 + 0,168 = 4,168 м;

= 30,25 – 0,064 x, м.

Вычисления сводятся в таблицу 2.

Таблица 2 – Определение координат кривой депрессии.

х, м	0	40	80	120	160	200
y2, м	30,25	27,69	25,13	22,57	20,01	17,45
y, м	5,5	5,26	5,01	4,75	4,47	4,17

По данным таблицы строится кривая депрессии (рис 2).

3.3 Определение притока воды Qпр. В котлован

а) определяется величина расхода фильтрационных вод на 1 погонный метр периметра дна котлована – удельный фильтрационный расход q по уравнению Дюпюи [1]:

q = , м² / c, (3.11)

где – расстояние между сечениями 1-1 и 2-2 с глубинами соответственноH₁ и H₂.

= R ,м; (3.12)

,

Определяется полный расход фильтрационных вод:

= , (3.13)

где – фронт сбора фильтрационных вод, т.е. периметра дна котлована.

б) вычисляется расход инфильтрационных (ливневых) вод, притекающий в котлован. Учитывая сведения СП 131.13 330.2012 «Строительная климатология», в расчетах можно условно принять Q_инф = 5Q_ф.

= 0,00189 ,

в) общий расход, притекающий, определяется суммой расходов фильтрационных и инфильтрационных вод:

, , (3.14)

.