41.Резкоизменяющееся движение грунтовой воды.Общие указания.
Будем рассм. движение грунтовых вод подчиняющиеся з-ну Дарси,т.е. движ. хар-т кол-во криволин-хживых сечений,такая фильтрация имеет место под плотинами располож. На нескальном грунте.
Рассм. След-ю схему:
Пов-ть водоупора DD.Линии 1-2-3-4-5-6-7 огранич. снизу водонипрониц-е части сооружения назыв. Подземным контуром сооружения.Для увеличения длины подземного контура над плотной устраивают свайный шпунтовый ряд,а перед плотиной так называемой контур,обычно представляющий собой тонкий водонепроницаемый слой бетона.Величина Z назыв.напором на сооружении,z представляет собой разность отметок горизонтом воды ВБ и НБ.При отсутствии воды в НБ величина z является превышением горизонта воды ВБ над дном НБ.
Условия, учитываемые при проектировании сооружений:
1.вода, омывающая плотину снизу оказывает давление W на ее подошву
2.фильтрация обуславливает потери воды из ВБ
3.в основании плотины получается некоторые скорости фильтрации U, если они больше допускаемых, то происходит размыв грунта.
4.фильтрационный поток пронизывая грунт стремится его сдвинуть в сторону НБ
42.Основные дифуравнения установившегося движения грунтовой воды.
Представим некоторое напорное сооружение.Наметим оси координат,как показано на чертеже.Возьмём Произвольную точку а.Представим вектором U скорость фильтрации в точке а.Обозначим через Uх и Uу горизонтальную и вертикальную составляющие скорости U.В разных точках основания скорость фильтрации U,вообще говоря,различна как по величине,так и по напровлению.В связи с этим обстоятельством область основания можно рассматривать как поле скоростей различной величины и направления.Равным образом и гидромеханическое давление р в разных точках основания в общем случа различно.
Таким образом,в случае плоской задачи имеем три неизвестные: Uх,Uу,р.Эти величины изменяются при переходе от одной точки основания к другой,т.е. Uх=f1(х,у);Uу=f2(х,у);р=f3(х,у).
Обозначим напор1 в точке а через Н.
Для данной точки а можно написать:
а)проекция пьезометрического градиента на ось х:Jх= -дН/дх (1)
б) проекция пьезометрического градиента на ось у:Jу= -дН/ду (2)
Выше,согласно Дарси,имели и= kJ. (3)
Учитывая (1)-(2),можем для компонентов скорости фильтрации в произвольной точке а написать Uх = kJх;Uу= kJу (4)
Представляя в эти зависимости выражения (1) и (2),получаем два диф уравнения;в качстве третьего уравнения используем урав. несжимаемости жидкости.В результате для отыскания трёх величин Uх,Uу и р получаем следующую систему трёх уравнений:
(l) Uy=-k*дН/дх
(ll) Uy=-k*дН/дх (5)
(lll) Uх/дх+Uy/дy=0
Уравнения (5) и называютя основными диф уравнениями установившегося движения грунтовых вод.