Расчетные условия при фильтрации
Схемы напластования грунтов и расчетные уровни в бьефах. В естественных условиях в основании сооружений можно встретить самое разнообразное взаимное расположение слоев грунта. Теория фильтрации не дает решения для всех этих случаев, поэтому напластование грунтов следует приводить к таким расчетным схемам, для которых имеются готовые решения по определению параметров фильтрационного потока.
В подпорных сооружениях уровни воды в бьефах во времени изменяются, но фильтрационные расчеты выполняют при постоянной разности их. Для этого принимают расчетные схемы с максимальным значением действующего напора, при нормативной обеспеченности уровней воды и установившейся фильтрации.
Уровни воды в бьефах принимают, исходя из физически возможного их одновременного положения. Обычно в верхнем бьефе за расчетный принимают нормальный уровень воды, а в нижнем— минимальный или считают, что воды нет. Если разность уровней в бьефах при каком-то другом сочетании будет больше и по времени продолжительной, то это сочетание принимают в качестве расчетного.
Понятие о напоре фильтрационного потока. Под напором по отношению к принятой горизонтальной плоскости сравнения понимают потенциальную энергию, выраженную суммой двух линейных значений — геодезического Z и пьезометрического P/у (рис. 2.4):
При фильтрационных расчетах водоподпорных сооружений за плоскость сравнения можно принять любую горизонтальную плоскость, относительно которой и вычисляют напор по формуле (2.6).
Для удобства расчетов за плоскость сравнения принимают плоскость, проходящую по уровню воды в нижнем бьефе, а при отсутствии воды — по дну нижнего бьефа. При таком положении плоскости сравнения напор будет равен разности уровней в бьефах (действующий напор).
Нельзя смешивать понятие напора с гидростатическим давлением воды.
Допущения, принимаемые при фильтрационных расчетах сводятся к следующему: рассматривается плоское движение фильтрационного потока; грунт в основании сооружения считается однородно-изотропным; заданный напор не изменяется во времени, то есть рассматривается установившаяся фильтрация; коэффициент фильтрации остается постоянным; температура воды и пористость грунта остаются постоянными; длина сооружения считается неограниченной; при рассмотрении фильтрации перед флютбетом не учитывается влияние потока, обтекающего устои сооружения; вертикальные элементы подземного контура считаются водонепроницаемыми.