Общие сведения о фильтрации. Ламинарная и турбулентная фильтрация. Законы фильтрации

Фильтрацией называется движение жидкости в пористой среде. Частным случаем фильтрации является движение грунтовых вод. Движение грунтовых вод может быть напорным (без свободной поверхности) и безнапорным (со свободной поверхностью, называемой депрессионной). В зависимости от размеров и формы частиц и, следовательно, пор грунты обладают различными фильтрационными свойствами, и движение грунтовых вод в них может быть ламинарным и турбулентным. При ламинарном режиме фильтрации потери напора линейно зависят от скорости, что выражается формулой Дарси, называемой законом ламинарной фильтрации: V=kI или Q=Vw=kwI, где V- скорость фильтрации; k- коэффициент фильтрации; I- гидравлический уклон; Q- расход фильтрационного потока;w- площадь поперечного сечения фильтрационного потока. При турбулентном режиме фильтрации в области квадратичного сопротивления, что практически наблюдается в порах каменной наброски, потери напора пропорциональны квадрату скорости .

28. Принцип расчета напорных и безнапорных фильтрующих дамб.

Фильтрующие дамбы из каменной наброски сооружают в качестве водопропускных сооружений взамен малых мостов и труб. Фильтрующие дамбы бывают напорными, если уровень воды перед дамбой устанавливается выше верха каменной наброски, и безнапорными, если уровень верхнего бьефа располагается ниже верха наброски. Расчет напорных фильтрующих дамб: , где L –ширина дамбы понизу; i0 - уклон основания дамбы

При расчете задаются Н и высотой призмы А и тогда по формулам определяют ширину каменной наброски bн или назначают Н и bн и устанавливают высоту призмы А. Расчет безнапорных фильтрующих дамб состоит в построении кривой депрессии для последующего назначения верхней границы каменной наброски по всей ширине дамбы.

29. Определение притока воды к горизонтальной дрене на водоупоре.

Горизонтальный дренаж широко применяется для понижения уровня грунтовых вод в дорожном и аэродромном строительстве при неглубоком залегании грунтовых вод и относительно небольшом требуемом водопонижении. Может быть открытым и закрытым. Расчет: Рассмотрим случай расположения дрены на горизонтальном водоупоре. При однородном водопроницаемом грунте имеем плоское, симметричное, плавно изменяющееся движение грунтовых вод к дрене. Для построения кривой депрессии используем зависимость: , , где q – расход на 1 м дрены; . Полный расход дрены: Q=2ql0