Курсовая работа / Hydro6_5

13

5. Расчет фильтрации воды под бетонной водосливной плотиной.

5.1 Метод коэффициентов сопротивления.

Обозначим через l₀=16.16 м длину проекции подземного контура на горизонталь и через S₀=7.7 м длину проекции подземного контура на вертикаль.

При l₀ / S₀=16.16/7.7=2.098.

Т_акт’=0.8S₀+0.5l₀=6.16+8.8=14.96 м;

Т_акт’’= 2Т_акт’=29.92 м;

Т_д= l₁+ l₂=6.6+11=17.6 м;

Т.к. Т_д=17.6 > Т_акт’=14.96 , то Т_расч’= Т_акт’=19,04 м:

Т_д=17.6 < Т_акт’’=29.92 , то Т_расч’’= Т_д=17.6 м;

Т_расч’’’= Т_д=17.6м;

а) Для построения эпюры противодавления, действующего на подошву плотины воспользуемся следующим правилом : полный напор на сооружение Z (тоесть потери напора вдоль всего подземного контура) должен распределяться между отдельными элементами контура прямо пропорционально чесленным значениям их коэффициентов сопротивления.

Тогда потеря напора (h_f)_n на длине некоторого n-го элемента контура равна :

(h_f)_n=( Z /  )*  _n

где  _n - коэффициентов сопротивления рассматриваемого n-го элемента контура.

1.  _ш1=а/Т₁’+1,5*S/Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =0,40 - коэффициентов сопротивления внутреннего шпунта;

 _ш2 = а / Т₁’+1,5*S / Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =1,12 ;

 _ш3 = а / Т₁’+1,5*S / Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =0,70 .

2.  _вх =  _ш1 + 0,44=0,84 ;

 _вых =  _ш2 + 0,44=1,14 .

3. Так как l₁=6.6>(S₁+ S₂) / 2=3.85, то  г₁=(l₁-0,5*(S₁+ S₂))/Т=0,20;

Так как l₂=11>(S₃+ S₂) / 2=4.4, то  г₂=(l₂-0,5*(S₃+ S₂))/Т=0,52 - коэффициенты сопротивления горизонтального элемента контура.

=0,40+1,12+0,70+0,84+1,14+0,20+0,51=4,91.

Потери напора на длине каждого элемента :

h_вх = Z / _n=1  _n*  _вх =2.07 м;

h_вых= Z / _n=1  _n*  _вых =2.80 м;

hг₁= Z / _n=1  _n*  _г1 =0.49 м;

hг₂= Z / _n=1  _n*  _г2 =1,27 м;

h_ш1= Z / _n=1  _n*  _ш1 = 0.99 м;

h_ш2= Z / _n=1  _n*  _ш2 =2.77 м;

h_ш3= Z / _n=1  _n*  _ш3 =1,71 м;

(h_f)_n=21.1= Z;

б) Т_расч’’=17.6 м;

 _ш1 = а / Т₁+1,5*S / Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =0,34 ;

 _ш2 = а / Т₁+1,5*S / Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =0,91 ;

 _ш3 = а / Т₁+1,5*S / Т₂+(0,5*S / Т₂) / (1-0,75*S / Т₂) =0,57 .

 _вх =  _ш1 + 0,44=0,78 ;

 _вых =  _ш2 + 0,44=1,01 .

lг₁=6.6, г₁=0.17;

lг₂=11, г₂= 0.43;

  =0,34+0,91+0,57+0,78+1,01+0,17+0,43=4.2 ;

J_вых=Z / Т₁ * 1 / * 

  sin[/2(S/T₁-T₂/T₁+1)] =0.38;

J_вых=0,42 , U_max=J_вых*k= 0,00012 .

в) Определемие фильтрационного расхода.

Т_расч’’’=17.6 м;

 _ш1=0,34 ;

 _ш2=0,91 ;

 _ш3 =0,57 .

 _вх = 0,78 ;

 _вых =1,01 .

lг₁=6.6, г₁=0.17;

lг₂=11, г₂= 0.43;

 =4.2;

q=Z/  * k= 0,0016.

Найдем величину и точку приложения силы противодавления для метода коэффициентов сопротивления и для метода ЭГДА и сопоставим их.

W=_эп*b*;

1. W=W₁+W₂= 93.69+128.095=2217.85*1000 кН;

2217.85x=3.3*93.69+12.1*128.095;

x=0.84.

2. W=2484.9*1000 кН;

2484.9x=337.05+1770.96;

x=0.848

5.2.Метод ЭГДА основан на математической аналогии между движением воды в грунте и движением тока в проводнике.

Используя свойства гидродинамической сетки : для геометрически подобных областей фильтрации гидродинамическоие сетки подобны и гидродинамическая сетка не зависит от коэффициента фильтрации и напора, => можем рассматривать другую схему, геометрически подобную данной (приведённую схему), где h₁=1, h₂=0, Z=1, k=1.

Из электропроводной бумаги делаем модель области фильтрации, получаем семейство линий равного приведённого напора для данной области. Зная приведённое значение напора найдём действительные значения по формуле:

H=h₂+H_r*Z=h₁-H_r*Z.