рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Гидродинамическое давление. Суффозия и кальматаж.

Гидродинамическое давление. Суффозия и кальматаж. - раздел Механика, Механика грунтов курс лекций Гидродинамическим Давлением Называется Давление Движущейся Воды На Скелет Гру...

Гидродинамическим давлением называется давление движущейся воды на скелет грунта. По величине гидродинамическое давление равно сопротивлению движению воды, а по направлению — противоположно ему. Гидродинамическое давление является объемным и действует по направлению движения потока, т. е. По линии тока S.

Для определения интенсивности гидродинамического давления рассмотрим равновесие сил

 

рис 2.5 Схема для определения гидродинамического давления действующих на элементарную трубку тока

Пусть площадь поперечного сечения трубки тока постоянна и равна ω. В сечении m-m давление воды обозначим величиной Р. Тогда в сечении n-n давление будет равно Р+dP/dS*dS. Здесь под dS понимается длина трубки тока, а dP/dS*dS означает приращение давления жидкости на длине dS. Равнодействующие давлений в сечениях m-m и n-n обозначим через P1 и P2. Величина тормозящей силы, оказываемой грунтом на воду, очевидно будет равна F=F*ω*dS, где F- интенсивность тормозящей силы на единицу объема.

На воду, заполняющую поры, действует сила тяжести Р3, равная

γw*ω*L/(1+L)*dS, где L/(1+L) — объем пор в единице объема грунта. Далее частицы грунта взвешиваются в воде.

Скелет грунта оказывает воздействие на воду величиной силы тяжести Р4. Величина силы Р4 равна Р4=γw/(1+L)*ω*dS, так как объем частиц грунта в еденице объема равен 1/(1+L)

Спроектируем все действующие силы на направление пути фильтрации:

Р*ω-[P+dP/dS*dS]* ω+F*ω*dS-L/(1+L)*γw* ω*dS*sinα-1/(1+L)*γw*ω*dS*sinα=0

(2.23)

Откуда получим F — гидродинамическое давление (интенсивность тормозящей силы), оно равно

F=dP/dS+γw*sinα (2.24)

или

F=γw*d/dS*[P/γw+z] (2.25)

так как sinα=dZ/dS

Поскольку P/γw+z есть величина напора Н, то оканчательное выражение для величины гидродинамического давления

F=γw*dН/dS (2.26)

Если напор фильтрации меняется по пути фильтрации линейно, то

F=γw*i (2.27)

где i=dH/dS – гидравлический градиент

Последнее выражение можно записать в виде

F=Vф/kфw (2.28)

Очевидно, чем больше скорость фильтрации, тем больше гидравлическое давление и тем больше гидравлический градиент.

В практическом отношении, гидродинамическое давление имеет большое значение для устойчивости откосов земляных масс, прочности грунтов, взвешивания части сооружения, расположенной ниже уровня грунтовых вод. При этом грунт находится в водонасыщенном состоянии и на него действует гидростатическое давление, равное весу вытесненной воды, т. е. Грунт становится легче. Удельный вес взвешенного в воде грунта

γsb=(γsw)/1+L

Если F>γsb, то частицы грунта могут перемещаться, т. е. Образуется гидродинамический (или фильтрационный) выпор. Для равновесия необходимо, чтобы F=γsb или γw*i=γsb. Гидравлический градиент, при котором возможен выпор, называется критическим градиентом напора I

i=γsbw (2.29)

При расчетах грунта на выпор вводится коэффициент запаса, чтобы не было выпора от гидродинамического давления, тогда

i=γsbwk (2.30)

где k — коэффициент запаса, принимаемый >1

Движение воды может приводить к процессам, осложняющим строительство суффозии и кальматации грунта.

Суффозия заключается в вымывании частиц грунта движущимся потоком воды.

Кальматация — это отложение мелких частиц вблизи открытой поверхности, вызывающее уменьшение пористости и снижение водонепроницаемости.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Механика грунтов курс лекций

Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования... Ростовский Государственный университет путей сообщения...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Гидродинамическое давление. Суффозия и кальматаж.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основные задачи механики грунтов
Многообразие проблем, рассматриваемых в механике грунтов, можно свести к следующим основным задачам: 1. Исследование физико-механических свойств структурно-неустойчивых грунтов, т.е. проса

Грунт как многокомпанентная среда
Грунты состоят из отдельных минеральных частиц различной крупности и состава. однако минеральные зерна не занимают всего объёма грунта, между частицами остаются пустоты, которые в совокупности обра

Твердая фаза. Определение вида несвязных грунтов
Свойства твердой фазы (скелета грунта) зависят от гранулометрического, минералогического состава и формы частиц. Гранулометрический состав в природных грунтах определяется размером

Жидкая фаза
Наличие жидкой фазы оказывает большое, часто определяющее влияние на свойства грунтов. Поровая жидкость преимущественно представлена водой. В зависимости от интенсивности электромалекулярных сил по

Газообразная фаза
Поровой газ подразделяют на свободный, защемлённый и растворённый. Свободный газ через поровое пространство сообщается с атмосферой и не оказывает существенного влияния на механичес

Фазовые характеристики грунтов
Представляя трехкомпонентную или трехфазную среду, грунт имеет общую массу — m, массу частиц или массу скелета грунта — ms, массу воды — mω, общий объем грунта — V, объем

Основные фазовые характеристики и методы их определения
К основным фазовым характеристикам относятся: плотность грунта ρ, плотность частиц (скелета) грунта ρs, естественная (природная) влажность W. Плотность грунта ρ

Производные фазовые характеристики
Производные фазовые характеристики рассчитываются по основным и служат для детальной характеристики и классификации грунтов. К ним относятся: плотность сухого грунта ρd, пористость

Фильтрация воды в грунтах. Закон Дарси.
Важной особенностью грунтов, как дисперсных (мелкораздробленных) пористых тел, является их водонепроницаемость, т.е. способность фильтровать воду. В грунтах различают связанную и св

Начальный гидравлический градиент
Закон Дарси выполняется преимущественно для песков (рис 2.3.). в глинистых грунтах фильтрация может вообще не иметь место. Движение воды в глинах начинается лишь после преодоления некоторо

Деформационные характеристики
  Деформационные свойства грунтов необходимы при изучении закономерностей, связывающих деформации с напряжениями Изучение деформируемости обычных материалов производится при

Природа прочности горных пород (грунтов)
Под действием внешней нагрузки в отдельных точках (областях) грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи между частицами грунта, при этом возникнут сдвиги одних частиц или

Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Для изучения предельного сопротивления грунтов сдвигу, разработаны специальные приборы и методики испытаний. Наиболее распространенными в настоящее время являются сдвиговые приборы.

Испытание прочности грунтов по методу шарового штампа
Этот метод применяется для исследования дисперсных связных и вязких грунтов как в полевых, так и в лабораторных условиях. Метод основан на измерении осадки штампа сферической формы при некоторой по

Испытания грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии
Испытание на простое (одноосное) сжатие возможно только для тугопластичных и твердых глинистых грунтов, из которых могут быть вырезаны образцы цилиндрической или призматической формы.

Фазы работы грунта в основаниях сооружений
Анализируя закономерности нарастания внешних воздействий (осадок штампа с ростом нагрузки), Н.М. Герсеванов в 1930году выделил три участка графика, соответствующие трем фазам работы грунта (рис 11.

Распределение напряжений в основании сооружений от сосредоточенной силы.
Существует два решения задачи для определения напряжений в линейно-деформируемом основании: Буссинеска и Миндлина. Решение Буссинеска. При приложении вертикальной сосредоточенной си

Определение напряжений в основании сооружений от нагрузки, распределенной по площадке ограниченных размеров (прямоугольнику). Методом угловых точек.
Напряжение в любой точке, лежащей по вертикали под углом загруженного прямоугольника является сжимающим напряжением Ϭz, а точки, лежащие под центром тяжести загруженного пря

Особенности оценки напряженного состояния оснований железнодорожных насыпей.
Напряженное состояние основания железнодорожных насыпей может быть определенно различными способами. Если насыпь имеет относительно малую нагрузочную площадку и нагрузка от неё на основание может б

Влияние неоднородности основания на распределение напряжений.
При наличии в основании слоев с существенно разной сжимаемостью (различающейся в несколько раз) характер распределения напряжений изменяются. 1) при наличии жесткого подстилающего слоя нап

Распределение напряжений от собственного веса грунта.
Важным фактором для оценки работы грунтов основания является напряженное состояние, возникающее от их собственного веса. При горизонтальной поверхности грунта вертикальное напряжение

Понятие о прочности устойчивости оснований.
Известно, что работа основания сооружения характеризуется темя фазами работы грунта: - I фазой уплотнения; - II фазой локального нарушения прочности; - III фазой нарушени

Оценка прочности грунтов основания без учета нормальных напряжений.
Прочность грунта основания без учета нормальных напряжений оценивается при сложении основания грунтами, сопротивляемость сдвигу которых не зависит от нормальных напряжений. К таким грунтам относят

Оценка прочности грунтов с учетом нормальных напряжений
С учетом нормальных напряжений, прочность грунтов оценивается в случае залегания в основании сыпучих грунтов (у которых Spn=p*tgφn+cn, или Spn=p*tg&

Первая критическая нагрузка. Расчетное сопротивление грунта.
Первая критическая нагрузка для связных грунтов Нагрузка, являющаяся границей между I и II фазами работы грунта основания (первая критическая нагрузка), соответствует появлению пред

Вторая критическая нагрузка по условию обеспечения общей устойчивости основания сооружений.
Переходу от II к III фазе работы грунта основания соответствуют формированию уплотненного грунтового ядра и поверхностей скольжения в основании, в результате чего сооружение приобретает неравномерн

Виды деформации грунтов и причины их обусловливающие.
Определение деформаций грунтов под действием внешних сил имеет огромное значение для практики проектирования фундаментов сооружений. Факторами, определяющими долговечность сооружений, явля

Упругие деформации грунтов и методы их определения.
Грунты, представляющие собой сложные дисперсные природные образования, можно рассматривать как упругие тела лишь при определенных условиях. При действии местной нагрузки (большей структурн

Определение конечной осадки сооружения
Исходные положения для вычисления осадки сооружения. В зависимости от геологического строения грунтового основания применяют одну из следующих расчетных моделей: - при боле

Определение хода осадок во времени
Достижение конечной осадки может быть растянуто во времени на десятки, сотни лет. Длительность хода осадки связано со многими факторами и прежде всего с водопроницаемостью водонасыщенных грунтов.

Учет влияния на осадку сооружения соседних фундаментов.
При возведении сооружений в условиях существующей застройки осадки сооружений старой застройки возобновляется. Это происходит в связи с повышением сжимающих напряжений в толще основания от нагрузки

Виды сопротивления основания.
Если увеличить общую нагрузку Р на фундамент, его осадка S будет возрастать. График зависимости осадки (рис 6.1) от равномерного давления Р на основание называется кривой осадки: Р=Р/F,

Расчет несущей способности основания.
Общую максимальную нагрузку от фундамента, которую может выдержать основание без разрушения, называют его несущей способностью (Ф). несущая способность основания зависит от размеров его площ

Грунтовые откосы
Грунтовые откосы являются наиболее сложными искусственно-естественными образованиями, которые нередко обрушаются и приводят к авариям. При проектировании железнодорожной линии важно учитывать не то

Сопротивление грунта сдвигу.
Грунт обладает на откосе значительной потенциальной энергией. Она переходит в кинетическую энергию движения грунта под действием многих факторов, главным из которых является предельное равновесие.

Временные откосы
Откосы котлованов и траншей имеют временное значение и находятся в состоянии непрерывного медленного движения грунта на склонах, которые делятся на сезонные, захватывающие поверхностные слои грунта

Методы расчета устойчивости откосов.
На практике в нашей стране чаще всего применяют метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. Наиболее широко применяемые методы расчета устойчивости склонов (откосов) основаны на так называем

Общее понятие.
Скальные откосы являются непременной конструкцией железнодорожного пути в горных странах. От их устойчивости зависит нормальное функционирование железной дороги. Устойчивостью скальных отк

Подпорные стены.
  7.3.1. Общие понятия. Типы подпорных стенок Подпорные стенки представляют собой искусственные инженерные сооружения, позволяющие сопрягать различные

Оценка устойчивости подпорной стенки
Оценка устойчивости подпорной стены включает в себя определение давления грунта, проверку стены на прочность и устойчивость против опрокидывания и плоского сдвига. (М.Н. Гольдштейн) Уст

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги