Кривая депрессии

Построение кривой депрессии

Кривая депрессии

СОДЕРЖАНИЕ

Задание……………………………………………………………………………………………………………..3

Введение…………………………………………………………………………………………………………..4

1 Выбор способа водопонижения. Расчётная схема……………………………………………5

2 Фильтрационный расчёт…………………………………………………………………………………7

2.1 Построение кривой дипрессии………………………………………………………………..7

2.2 Расчёт притока воды в котлован……………………………………………………………..10

3 Расчёт водосборной системы…………………………………………………………………………….10

3.1 Конструирование водосбора внутри котлована…………………………………………..10

3.2 Выбор конструкции зумпфа……………………………………………………………………….15

4 Расчёт насосной установки………………………………………………………………………………..16

4.1 Расчёт всасывающей и напорной сети…………………………………………………………16

4.2 Подбор марки насоса…………………………………………………………………………………..21

5 Расчёт ливневого коллектора…………………………………………………………………………….22

Литература…………………………………………………………………………………………………………..24

Приложение. Графический материал……………………………………………………………………25

ВВЕДЕНИЕ

Технологии строительного производства по возведению зданий и сооружений, по выполнению земляных работ, подготовки оснований и монтаже фундаментов в определённых гидрогеологических условиях большое влияние уделяется вспомогательным процессам по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).

Этот комплекс вспомогательных работ должен исключать нарушение природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость устраиваемой земляной выемки.

Причинами заболачивания территории является – поступление значительного количества грунтовых вод, высокое стояние грунтовых вод.

Для защиты от поверхностных вод устраивают каналы или ливневую канализацию от высокого стояния УГВ строят открытые и закрытые системы осушения. Сток грунтовых и поверхностной воды в открытых системах происходит в открытые каналы (лотки).

В закрытых каналах (дренажах) грунтовые воды попадают в горизонтальные полости, по которым стекают до места их отвода.

В соответствии с индивидуальным заданием в данной работе выполняется гидравлический расчёт осушения строительного котлована. Мелиорация в переводе с латинского означает «улучшение» – то есть осушение обводнённых земель или обводнение осушенных.

ВЫБОР СПОСОБА ВОДОПОНИЖЕНИЯ. РАСЧЁТНАЯ СХЕМА

В соответствии с [5, п.2.1] на вновь строящихся и реконструированных объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению УГВ.

Согласно рекомендациям [6, табл. 41,4] в зависимости от притока подземных вод и вида грунта, осушение котлована может быть осуществлено с применением открытого водоотлива, элетроосмоса, лёгких иглофильтровых установок (ЛИУ), буровых скважин с насосами, дренажных систем.

Открытый водоотлив применяется при разработке не глубоких котлованов и не значительном притоке подземных вод в водонасыщенных, скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе хорошо применяются центробежные насосы.

Открытый водоотлив организуют следующим образом: по периметру котлована устраивают дренажные водосборные канавки с уклоном 0.001-0.002 в строну приямков, из которых по мере поступления вода откачивается с помощью насосов.

По мере разработки котлована приямки постепенно заглубляются вместе с канавками. Для исключения нарушения природной структуры грунтов основания, вода не должна покрывать дно котлована.

В мелкозернистых грунтах открытый водоотлив приводит к оплыванию откосов, котлованов и траншей, к разрыхлению грунта в основаниях зданий и сооружений. Здесь целесообразно применить глубинное водопонижение УГВ.

ЛИУ используют для глубинного водопонижения (h=4÷ 5м.) в песчаных грунтах. При этом способе углы фильтрации располагают по периметру котлована с шагом 0.8÷1.5м. Откачку воды иглофильтров производят с помощью вихревого насоса через всасывающий коллектор. При этом вокруг каждого иглофильтра образуются депрессионное воронки, которые соединяясь, приводят к понижению УГВ.

Рисунок 1 – Схема строительного котлована

1 ⌐ Начало потока

2 ⌐ Конец потока

(1) ⌐ Строительный котлован

(2) ⌐ Водоотводящий лоток

3 ⌐ Зумпф (водосборный колодец)

4 ⌐ Всасывающая линия насоса

5 ⌐ Центробежный насос

6 ⌐ Напорная (нагнетательная) линия

7 ⌐ Ливневой коллектор

ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЁТ

Фильтрацией называется движение жидкости сквозь пористую среду. Вода в поры может попасть различным образом. Например, в виде дождя вертикальные составляющие при этом называются инфильтрацией. Грунтовая волна может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (глина, скала). Вода далее будет двигаться у поверхности водонепроницаемого слоя, называемого водоупором.

На рис.1 показана схема несовершенного котлована, у которого дно не доведено до водоупора, здесь фильтрующаяся вода поступает в колодец не только через его боковые стенки, но и через дно.

Построение кривой депрессии

Кривую депрессии можно построить по уравнению, вытекающему из уравнения Дюпюи, при этом выясняется величина радиуса влияния R.

Понятие радиуса влияния котлована носит несколько условный характер, это расстояние до точек, где влияние колодца на положение УГВ (уровень грунтовых вод) прекращается.

Величину R иногда назначают по данным инженерно-геологических изысканий в зависимости от рода грунта, но это более точные значения R.

Определим R по эмпирической формуле В.Зихарда:

R=3000S√K, м, (1)

где S=Zг.в – Zк= 27,6 – 26,0 = 1,6м. ⌐ глубина откачки.

К= 0,2 М/сут. = 0,23 10-5 м/с ⌐ коэффициент фильтрации.

R= 3000 1,6 = 7,28м.

Строим кривую депрессии по уравнению.

Y2= H12 – X, (2)

где H1= 4,1м. ⌐ расстояние от УГВ до водоупора.

Н2= 2,5м. ⌐ расстояние от дна котлована до водоупора.

Х,Y ⌐ задаваемые и искомые координаты кривой, рис.2.

Вычисления сводятся в таблицу 2. По данным таблицы 2 вычерчивается кривая депрессии, рис.2.

Таблица 2 ⌐ Построение кривой депрессии

X,м 7,28
Y2 16,81 15,37 13,91 12,47 11,02 9,58 8,13 6,25
Y,м 4,1 3,92 3,73 3,53 3,31 3,1 2,85 2,5

Источник: https://megaobuchalka.ru/9/26467.html

Для наклонного залегания водоупора

Принаклонном водоупоре расход грунтовыхвод можно опре­делить по приближеннойформуле Г.H. Каменского:

; (9)

где: H1иH2-напоры подземных вод, которые отсчитываютсяот какой-либо горизонтальной плоскостисравнения, но не от на­клонноговодоупорного основания.

Формулаимеет приближенный характер, т.к. привыводе ее, переменная мощность потока h была заменена средней мощностью hср.

Дляпостроения депрессионной кривой,из уравнения Каменского,заменимh2иH2на hxи Hx.Это возможно из-за постоянства q для любых двух сечений потока.

; (10)

Дляучастка потока длиной xуклон можно выразить через уравнение

(11)

Еслиизвестны величины единичного расхода q,коэффициента фильтрации kиуклон водоупорного ложа i,то при заданном значении x, эти два уравнения представляют собойсистему с двумя неизвестными hxи Hx.При ее решении получим:

; (12)

(13)

Еслиже расход неизвестен, то согласно формулеКаменскогобудем иметь:

(14)

Приэтом (15)

Однакополученные уравнения являютсяприближенными и справедливы только припостоянных значениях q,k, и i, где уклон имеет не очень большиезначения и определяется по уравнению:

(16)

Еслина исследуемом участке уклон водоупорноголожа заметно меняется, то эти уравненияиспользовать нельзя. В этом случаенеобходимо предварительно выделитьучастки с относительно постояннымиуклонами.

Прирадиальныхпотокахподземных вод, которые часто наблюдаютсяв излучинах и на прямолинейных участкахречных долин, Г.Н.Каменский рекомендуетпользоваться следующим уравнением:

; (17)

где:B1иВ2–ширина потока в двух его сечениях.

Единичныйрасход потока напорныхводприпостоянной мощностиводоносного пласта определяется подифференциальному уравнению:

, где:m–мощность пласта, – напорный градиент.

Для km=const, после интегрирования, получим расчетнуюформулу:

(18)

Вусловиях пласта переменной мощностинапорный поток движется неравномерно,т. е. скорость фильтрации меняется отсечения к сечению. Кривая депрессии приэтом приобретает криволинейный характер.Приувеличении мощности пласта по направлениюдвижения потока кривая будет иметьвогнутый характер, а при уменьшении –выпуклый.

Рис.2Схема напорного потока переменноймощности.

Единичныйрасход напорного потока переменноймощности,по Г.Н.Каменскому,приближенно можно рассчитать по формуле:

(19)

Ординатыкривой депрессиинапорныхпотоковрассчитываются по формулам:

дляпотока с постоянной мощностью: ; (20)

дляпотока с переменной мощностью: (21)

В.И.Давидович и Н.Н. Биндеманвывели более точную расчетную формулуединичногорасхода напорных воддляслучая линейного изменения мощностипотока. Решение получается на основеинтегрирования дифференциальногоуравнения Дюпюи с учетом переменногозначения мощностиm,подчиняющейся линейной зависимости.

Дляобоих случаев изменения мощности, влюбом сечении, расположенном на расстоянии xотсечения 1, мощность определяется поформуле:

(22)

Послеинтегрирования уравнения: для напорных вод, получаем расчетнуюформулу:(23)

Ординатыкривой депрессиинапорныхпотоковпоДавидовичуи Биндеману:

(23)

Источник: https://studfile.net/preview/5162823/page:3/

ПОИСК

Кривая депрессии
дренажной трубы или высота дренажа), то дрена работает неполным сечением при Ло>й дрена работает полным сечением, и кривая депрессии имеет вид, изображенный на рис. 12-13. [c.

215]

    При ко>й ветви кривой депрессии сомкнуты выше дрены (рис. 12-15,0) и дрена работает как напорная труба при Ао< ветви кривой депрессии не имеют общей точки смыкания и пересекаются с дреной (рис.

12-15,6), движение воды в дрене безнапорное. [c.215]

    В связи с непрерывным понижением кривой депрессии при отсутствии пополнения грунтовых вод за счет инфильтрации приток к дренам будет уменьшаться со временем. [c.216]

    Основное допущение состоит в том, что за кривую депрессии принимается кривая пьезометрических напоров, а линии токов принимаются горизонтальными. [c.219]

    Точное значение высоты промежутка высачивания на низовом откосе ha (рис. 12-35) может быть найдено по методу П. Я. П о л у б ар и н о в ой – К о ч ин ой. Ею дается также способ приближенного построения кривой депрессии. [c.222]

    Построение кривой депрессии на участке д проводится по методу Н. Н. Павловского для случая движения грунтовых вод при нулевом уклоне дна по формуле [c.225]

    Формула для построения кривой депрессии  [c.221]

    Устройство дренажа у низкого откоса снижает кривую депрессии и тем самым предупреждает выклинивание ее на низовом откосе (рис. 12-45). При этом кривая депрессии состоит из двух участков — АЕ и ЕС. [c.225]

    Коэ( ициент фильтрации грунта, составляющего ядро плотины, обычно значительно меньше коэффициента фильтрации грунта самой плотины. Поэтому кривая депрессии в пределах толщины ядра имеет значительно больший гидравлический градиент, чем в остальной части среднего участка (рис, 12-42). [c.224]

    Для построения кривой депрессии в рассматриваемом случае и определения фильтрационного расхода производят замену грунта ядра плотины грунтом с оди-. наковым с основной массой плотины коэффициентом [c.224]

    Так как величина i до построения кривой депрессии неизвестна, то для решения задачи Н. Н. Павловский предложил принимать в начале расчета ср по формуле [c.224]

    Расчет состоит в определении расхода фильтрации и формы кривой депрессии к= (х). [c.225]

    Дать основы такой теории неравномерного движения грунтовых вод, хотя бы В гидравлической постановке, и является задачей настояш ей работы, в которой я привожу решение вопроса к пользованию таблицами, рассматривая при том не только случай прямого , но и случай обратного уклона подстилающего слоя, а также делаю исследование формы кривых депрессии, после чего, отметив в главных чертах возможные практические приложения полученных решений в области гидротехнического строительства, даю ряд типовых примеров. Мне представляется, что в предлагаемом виде эта работа может рассматриваться, как первая попытка оформления особого отдела гидравлики — о неравномерном движении грунтовых вод. [c.2]

    И. Предварительные замечания к исследованию формы кривых депрессии при неравномерном движении грунтовых вод. [c.24]

    Тогда для суждения о форме кривых депрессии будем иметь следующие кратко формулируемые, на основании предыдущих указаний, условия  [c.26]

    Кривая депрессии принадлежит к типу I (ио вышеуказанному условному обозначению), если в данной точке ее [c.26]

    Кривая депрессии типа II будет иметь место при [c.26]

    Исследование формы кривых депрессии при прямом уклоне. [c.26]

    Т.-е. мы получили выполнение условия (99) для кривой типа I, почему наша кривая депрессии в зоне А обраш,ена вогнутостью вверх (черт. 24). [c.27]

    Э. Б. Чекалюк показал, что кривая изменения температуры на забое, замеренной при работе скважины с постоянным отбороти, может быть преобразована в кривую депрессии вокруг скважины, что позволяет детально и дифференцированно исследовать гидропроводность призабойной зоны, определить эффективный радиус последней и в сочетании с кривой падения забойного давления [c.7]

    При расчете системы горизонтальных дрен необходимо установить глубину заложения дрен, которая назначается такой, чтобы наивысшая точка кривой депрессии между двумя дренами была ниже так называемой нормы осушения при этом глубина заложения дрен будет зарисеть от рельефа местности, коэффициента фильтрации и расстояния между дренами. Расчетной величиной является приток к дренам и форма кривой депрессии. [c.216]

    Задача решается с применением конформного преобразования (В. С. Козлов) Задача состоит в определении фильтрационного расхода на 1 м длины перемычки, рабочей чдлины фильтра и построении кривой депрессии. [c.220]

    Тосле того как будет построена кривая депрессии по этому значению средней толщины ядра, определяется также и с и, следовательно, может быть определена более точная величина ср по формуле (12-76). [c.224]

    Шламонакопители —основной тип поверхностных хранилищ, строят по одно- или многокаскадному принципу с созданием плотины, берегов и чащи шламохра-нилища, которые снабжают противофильтрационными устройствами, выполняемыми из глинистых, битумных и полимерных материалов в один или несколько слоев. Исключительно важное значение имеют дренажные системы, которые обеспечивают необходимое снижение кривой депрессии как в теле плотины, так и на окружающей территории, защищают грунты под сооружением от опасных фильтрационных деформаций и позволяют отводить загрязненные стоки из хранилища для обезвреживания или повторного использования. Например, дренажные воды можно использовать для транспортирования отходов или в основном производстве в тех технологических операциях, где к чистоте воды не предъявляются особые требования. [c.72]

    По этим зависимостям мы и можем непосредственно произБО-дить различные расчеты, связанные с построением кривых депрессии при неравномерном движении грунтовых вод. Впрочем, можно отметить при этом, что получив вышеуказанным путем вывод зависимостей (62) и (62 ).

мывидим, что для обоих случаев (т)>1 и 1Г]окончательных выражениях натуральные логарифмы берутся от положительных дробей. В самом деле, ясно, что как для г]>1, так и для [c.

16]

    Исследование формы кривых депрессии при неравномерном движении грунтовых вод, конечно, весьма важно для полноты теоретического освещения вопроса, но здесь, пер еходя к этому исследованию, мы, помимо того, хотели бы особенно подчеркнуть, что оно чрезвычайно существенно и для практических приложений.

В этом отношении вопрос о форме кривых депрессии имеет такое же значение для гидравлики грунтовых вод, как вопрос о форме кривых подпора и спада—для гидравлики открытого русла. При отсутствии ясного понимания этих вопросов как при проектировании, так и при постройке возможен ряд серьезных ошибок. [c.24]

    Кривые депрессии при неравномерном движении грунтовых вод будем в дальнейшем рассматривать в Декартовых координатах, выражая глубину / грунтового потока, как функцию расстояния 8 (черт. 23), т.-е. откладывая при этом глубиныпо нормали к линии непроницаемого подстилающего слоя,—что вполне возможно сделать для общего [c.25]

    В виду сказанного, приходим к заключению, что линия N— является ассимптотой кривой депрессии, т.-е. эта последняя вверх против течения ассимптотически приближается к линии нормальных глубин. [c.27]

Источник: https://www.chem21.info/info/1119460/

Фильтрационный расчёт плотины

Кривая депрессии

Конференция завершена Эта статья набрала 1 голос У данной статьи нет
дипломов

В настоящее время в рамках федерального проекта «Чистая вода» в Вологодской области принята и реализуется региональная программа по повышению качества питьевого водоснабжения населения городов и сельских поселений.

В данной программе предусмотрены такие мероприятия, как модернизация, реконструкция и новое строительство сетей и сооружений водоснабжения и водоотведения, отвечающих современным техническим и технологическим требованиям. Для начала строительства системы водоснабжения нужно выбрать водоисточник (в данном случае – водохранилище) и запроектировать плотину.

Одним из этапов конструирования и расчета грунтовой плотины является фильтрационный расчет [1].

Под действием напора, создаваемого плотиной, происходит фильтрация воды через тело плотины и ее основание из верхнего бьефа в нижний. Свободная поверхность грунтового потока называется депрессионной поверхностью, а линия пересечения этой поверхности с вертикальной плоскостью – депрессионной кривой.

Задачами фильтрационных расчетов являются: определение потерь воды через тело грунтовой плотины и ее основание, если оно водопроницаемо; определение положения кривой депрессии и выходных градиентов напора. При фильтрационных расчетах грунтовых плотин принимают следующие допущения:

  • фильтрацию рассматривают в одной плоскости;
  • грунт тела плотины считают однородно-изотропным;
  • водоупор считают теоретически водонепроницаемым, положение кривой депрессии однородной плотине не зависит от качества грунта, а определяется только геометрическими размерами профиля плотины [2].

Проектный профиль грунтовой плотины приводит к расчетной схеме (рисунок 1), в которой исключают отдельные мелкие детали и не учитывают потери напора в пригрузке из крупнопористых грунтов, уложенных поверх водонепроницаемых элементов – экранов или понуров. В верхнем бьефе за расчетный уровень принимают НПУ, в нижнем бьефе – уровень воды, соответствующий бытовому уровню, при котором будет установившийся расход фильтрационного потока в теле плотины.

Рисунок 1. Расчетная схема построения кривой депрессии

Исходные данные для расчётной схемы:

  1. Kt – коэффициент фильтрации грунта тела плотины, м/сут, Kt = 1м/сут.
  2. Hпл – высота плотины, м, Нпл=12 м.
  3. hд  – высота гребня дренажной призмы, м, hд=4 м.
  4. В – ширина гребня грунтовой плотины, м, В=6 м.
  5. d0 – возвышение гребня плотины над отметкой ФПУ, м, d0=1 м.
  6. h0 – глубина воды в нижнем бьефе, м, h0=2 м.
  7. а0 – превышение гребня дренажной призмы над уровнем воды в нижнем бьефе, м, а0=2 м.
  8. m1, m2, m3, m4 – коэффициенты заложения откосов плотины и дренажной призмы, m1=2,5, m2=2, m3=1,5, m4=1.

Определяем параметр S по формуле:

S = В + (Hпл – hд) = 6 + (12 – 4)=20 м.

Определяем h по формуле:

Принимаем h = 8 м и получаем под корнем 7,9. Таким образом, h=8 м.

Определяем удельный фильтрационный расход через плотину по формуле:

qt=t = =1,5 м3/сут.

Определяем ординаты кривой депрессии по формуле:

Y2=

Расчёт ординат кривой депрессии представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Расчёт ординат кривой депрессии

Номер точки

Х, м

Y2

Y, м

1

0

3

64

8

2

4

52

7,2

3

8

40

6,3

4

12

28

5,3

5

16

16

4

6

20 = S

4

2

Кривая депрессии построена на рисунке 1 и выделена синим цветом. Проведенный фильтрационный расчет необходим для дальнейшего конструирования и расчета грунтовой плотины.

Список литературы:

  1. Стеблева И. В. Обоснование необходимости создания водохранилища для водоснабжения поселка и определение его характерных отметок // Тенденции развития науки: инновационный подход: сборник материалов Международной научно-практической конференции (31 октября 2019 г.), – Кемерово: ЗапСибНЦ, 2019. – с. 20-22.
  2. Волков И. М. Проектирование гидротехнических сооружений: учебники и учебные пособия для высших с.-х. учебных заведений / И. М. Волков, И. К. Федичкин [и другие]. – Москва: Колос, 1977. – 384 с.

Источник: https://sibac.info/studconf/tech/lxxxiii/157182

Страница Психолога
Добавить комментарий