Reja: Filtratsiya haqida umumiy m a’lumotlar. Filtratsiya paytidagi hisobiy holatlar. Filtratsiya hisobining uslublari

REJA:

1. 
   Filtratsiya haqida umumiy m a’lumotlar.
   
2. 
   Filtratsiya paytidagi hisobiy holatlar.
   
3. 
   Filtratsiya hisobining uslublari.
   

1.Filtratsiya deganda, suyuqlikning gruntlardagi g'ovaklik, yoriq (qoyali) orqali harakatiga aytiladi. Bunday gruntlardagi Filtratsiya oqimining egallagan fazosiga filtratsiya viloyati deyiladi. Filtratsiya oqimi xarakteriga ko‘ra barqaror va nobarqaror bo‘lishi mumkin. Barqaror harakatda filtratsiya oqimi parametrlari vaqt davomida o ‘zgarmaydi. Nobarqaror harakatda filtratsiya oqimi tezligi, yo‘nalishi, p’ezometrik bosim va suv sarfi vaqt davomida o'zgaradi. Keyinchalik dimlovchi inshootlardagi byeflaming suv sathlari ayirmalari doimiy qabul qilinib, barqaror harakat o'rganiladi. B o ‘shliq va g‘ovaklardagi filtratsiya oqimi harakati bir qator sabablarga bog‘liqdir. Ularga bosimlarning har xilligi, harorat farqi (issiqlikning tushishi), elektr potensiali va boshqalar kiradi. Dimlovchi gidrotexnika inshootlari gruntli zaminlarida filtratsiya oqimi asosan beflardagi suv sathlarining har xilligi (ayirmasi) natijasida
paydo b o ‘ladi. Bunday inshootlarning zaminida filtratsiya oqimi kuzatiladi. Filtratsiy a oqim i inshoot ustivorligiga hamda grunt mustahkamligiga ta’sir qiladi. Yuqori va pastki byef suv sathlari vaqt davomida tebranib tursa ham (ularning vaqti ayirmasi o ‘zgaradi), filtratsiya hisoblari suv sathlari ayirmasi doimiy bo'lgan hoi uchun hisob qilinadi. Buning uchun hisobiy sxema tuzishda suv sathlarining maksimal ayirmasi qabul qilinadi va hisoblar barqaror harakat uchun olib boriladi. Suv dimlovchi inshootlar zaminlarida va inshoot o'zida filtratsiya oqimi bosimli hamda bosimsiz harakat qiladi. Ularning tavsifi grunt suvlarning joylashish holatiga bog'liq, agar filtratsiya oqimlari inshoot flyutbeti (inshoot suv o'tkazmaydigan elementlari) bilan grunt suvlari orasida siqilgan holda harakat qilsa, bosimli harakat kuzatiladi (3.1- rasm). Bunday oqim inshootning tovon qismlariga gidrodinamik (filtratsion) bosim bilan ta’sir qiladi. Agar inshootning o'zi suv o'tkazsa (gruntli to'g'on, dambalar) suv oqimi inshoot tanasi orqali sizib, erkin suv sathi hosil qiladi va unda bosimsiz harakat kuzatiladi (3.2-rasm). Gruntli to'g'on tanasidagi suv oqimining erkin sath chizig'i depressiya chizig 7 yoki depressiya egri chizig 'i deb ataladi. Gidrotexnika inshootlari zamini qoyali va qoyamas gruntlardan tashkil topgan bo'lishi mumkin. Filtratsiya hisoblarida gruntlarning asosiy tavsiflaridan biri suv о 'tkazuvchanlik, ya’ni g'ovaklar orqali suv o'tkazish qobiliyati hisoblanadi. Filtratsiya koeffitsiyenti gruntlarning suvo‘tkazuvchanligini ifodalovchi koeffitsiyent hisoblanadi (3.1-jadval). Bu ko'rsatkich grunt haroratiga bog'liq, ya’ni harorat qancha katta bo'lsa, uning qiymati shuncha yuqori bo'ladi. Filtratsiya hisoblarida, odatda, bunday o'zgarishlar inobatga olinmaydi. Filtratsiya xususiyatlariga ko'ra qoyamas gruntlar suv о ‘tkazuvchi va suv о‘tkazmaydigan (suv o'tkazmaydigan qatlam) bo'lishi mumkin. Grunt filtratsiya koeffitsentining qiymati u bilan kontakdagi grunt filtratsiya k oeffitsiyentidan 2 0 va undan ortiq marta kam bo'lsa, bunday grunt grunt suv о ‘tkazmaydigan qatlam hisoblanadi. Suv o'tkazuvchanligi bo'yicha gruntlar bir jinsli-izotrop va bir jinslianizotrop kabi turlarga bo'linadi. filtratsiya koeffitsiyenti qiymati nuqta koordinatasiga ham, filtratsiya yo'nalishiga ham bog'liq bo'lmasa, bunday gruntlar bir jinsli-izotrop gruntlar hisoblanadi. Buni grafik ko'rinishda cho'qqisi aylanada joylashgan tezlik vektorlari tarzida tasavvur etish mumkin (3.3 a-rasm). Bir jinsli-anizotrop gruntlarda filtratsiya koeffitsiyenti filtratsiya yo'nalishiga bog'liq va parallel yo'nalishlar uchun teng bo'ladi. Grafik ko'rinishda buni cho'qqisi ellips egri chizig'ida joylashgan vektorlar tarzida ifodalash mumkin (3.3 b - rasm). Odatda, filtratsiya koeffitsiyentining maksimal qiymati gorizontal yo'nalishga, minimal qiymati esa vertikal yo'nalishga mos keladi. Grunt turli o ‘lchamdagi zarralardan iborat. Bu turfa zarralarning hammasini hisobga olishning iloji yo‘q, shuning uchun ularni fraksiyalarga birlashtiriladi. Tekshirilayotgan namunaning massasiga nisbatan foizlarda ifodalangan grunt zarralarining fraksiyalar bo'yicha taqsimlanish uning donodorlik tarkibi deyiladi. K o ‘p hollarda gruntlarning donodorlik tarkibi yig'indisi egri chiziqlar ko'rinishida tasvirlanadi (3.4-rasm). Ushbu egri chiziqlardan bir qancha tavsiflarni, masalan nojinslilik koeffitsiyentini aniqlash uchun foydalaniladi. bunda6 d60 - zarracha diametri, undan kichik diametrli zarralar gruntning 60% massasini tashkil etadi; dl0 -zarracha diametri, undan kichik diametrili zarrachalar gruntning 1 0 % massasini tashkil etadi; db0- ni diametri ba’zi hollarda nazorat qiluvchi deb ataladi, dw esa amaldagi diametr deb ataladi. tj - 1 bo'lganda grunt bir xil o'lchamli zarrachalardan tashkil topadi. Ishlab chiqarish qurilishida 77 < 3 bo'lganda gruntni bir jinsli deb hisoblash qabul qilingan.
2. Tabiiy sharoitlarda inshoot zaminida o‘zaro joylashgan turli xil grunt qatlamlarini uchratish mumkin. Bir jinsli gruntlar kichik inshootlar ostida uchrasa, yirik inshootlar zamini ko'pincha turli jinsli gruntlardan tashkil topgan bo'ladi. Filtratsiya nazariyasi barcha sharoitlar uchun filtratsiya hisoblarini bajarish imkonini bermaydi. Shu sababli gruntlarning qatlamlanishi bo'lgan joylar filtratsiya oqimi parametrlarini aniqlashning tayyor yechimi bo'lgan hisobiy sxemalar holatiga keltiriladi. Suv dimlovchi inshootlarda suv sathlari vaqt davomida o'zgarib turadi, lekin filtratsiya hisoblari faqat ular orasidagi farq o'zgarmas bo'lgan holat uchun bajariladi. Buning uchun hisobiy sxemalar ta’sir etuvchi bosimning maksimal qiymati bo'yicha qabul qilinadi. Bunda suv sathi m e’yor bo'yicha ta



’minlangan va filtratsiya barqaror bo'lishi lozim. Byeflardagi suv sathlari uchun har qaysi byefda bir vaqtning o'zida ular egallagan holati qabul qilinadi. Odatda, hisobiy suv sathlari uchun yuqori byefdagi normal, pastki byefdagi minimal suv sathlari qabul qilinadi. Agar byeflardagi sathlar farqi boshqa bir birikuvda davomiylik bo'yicha ko'p bo'lsa, bu birikuvni hisobiy deb qabul qilinadi. Filtratsiya oblastining ixtiyoriy nuqtasidagi filtratsiya oqimining bosimi deganda potensial energiya tushuniladi, u ikkita chiziqli-geodezik Z va pezometrik P l y qiymatlar yig'indisi ko‘rinishida ifodalanadibunda, h — qabul qilingan taqqoslash tekisligiga nisbatan filtratsiya oblastining ko'riladigan nuqtasidagi bosim; Z v - taqqoslash tekisligidan ko'riladigan nuqtagacha bo‘lgan m asofa, bunda (+ ) belgisi nuqta taqqoslash tekisligidan yuqorida joylashgan bo‘Isa, (-) belgisi undan pastda bo‘lsa; (Ply), - shu nuqtadagi pezometrik balandlik. Suv dimlash inshootlari filtratsiya hisoblarida taqqoslash tekisligi sifatida ixtiyoriy gorizontal tekislikni qabul qilish mumkin, unga nisbatan (3.2) formula bo'yicha bosim hisoblanadi. Hisoblashlar qulay boiishi uchun taqqoslash tekisligi sifatida pastki byef suv sathi bo'yicha o'tadigan tekislik, suv bo'lmagan esa - pastki byef tubi bo'yicha qabul qilinadi. Taqqoslash tekisligining bunday holatida bosim beflardagi sathlar farqiga teng bo'ladi (ta’sir etuvchi bosim). Amaldagi sharoitlarda filtratsiya oqimi harakatida uchraydigan barcha omillarni formulalar bilan hisobga olib bo'lmaydi. Bu esa bir necha soddalashtirishga va yo‘l qo'yilishlar kiritishga majbur etadi. Filtratsiya hisoblarida asosiy yo‘l quyilishlarga qo‘yidagilar kiradi: 1) filtratsiya oqimining ikki o‘lchamli harakati ko‘riladi; 2) inshoot zaminidagi grunt bir jinsli - izotrop hisoblanadi (bir jinsli - anizotrop gruntlarda filtratsiya sxemasini ekvivalent bo'lgan bir jinsli izotrop gruntga keltiriladi va bunda flyutbet oichamlari o'zgartiriladi); 3) inshootga ta’sir etuvchi berilgan bosim vaqt bo'yicha o'zgarmaydi, demak, barqaror filtratsiya ko‘riladi; 4) filtratsiya koeffitsiyenti doimiy hisoblanadi; 5) suv harorati va grunt g'ovakligi o‘zgarmas hisoblanadi; 6) inshoot uzunligi cheksiz hisoblanadi; 7) yer osti konturi vertikal elementlari suv o‘tkazmas deb hisoblanadi.
3. Filtratsiya hisoblari quyidagi masalalami hal etish uchun bajariladi: gidrotexnika inshooti yer osti konturi gorizontal elementlariga ta ’sir etuvchi filtratsiya bosimini aniqlash; zamindagi gruntning filtratsiyaga mustahkamligini tekshirish; zamindan sizib o‘tuvchi suv yo'qotilishini aniqlash. Yer osti konturining mumkin bo‘lgan variantlari taqqoslanib, ulardan texnik-iqtisodiy jihatdan foydali (afzal) bo‘lgani qabul qilinadi. Bunday yer osti konturi ratsional deyiladi. G 'ovakli muhitda filtratsiya hisoblari Darsi qonuni asosida olib boriladi: 3 = Kj J ■ (3.3) Filtratsiya oqimining sarfi quyidagicha topiladi: Q = Kl -a} J yoki Q= (3.4) bunda, 9 - filtratsiya tezligi; K t - filtratsiya koeffitsiyenti; J - bosim gradiyenti (birlik uzunlikdagi filtratsion oqim yo‘li bo'yicha bosim yo‘qolishi). со - gruntning zarrachalari va g‘ovakliklari bilan birgalikdagi ko‘ndalang kesim yuzasi. Darsi qonuni filtratsiya oqimining laminar rejimini ifodalaydi va bu rejimda tezlik o'zgarishi keng miqyosda kuzatiladi. Bu qonun galechnikli gruntlardan tashqari hamma gruntlar uchun qo'llaniladi. Amaldagi filtratsiya hisoblarining uslublarini asosiy uch guruhga bo'lish mumkin. Birinchi ^мсм/г-gidromexanik, filtratsiya oqimi harakati matematik fizikaning masalasi sifatida asoslangan. Bu usullar bilan hisoblashlar shuniko'rsatdiki, bosim yer osti konturi uzunligi egri chiziq bo'yicha o'zgaradi, bunda egri chiziq qavariqligi boshlang'ich uchastkada tashqi tomonga, oxirida esa ichkari tomonga bo'ladi. Ikkinchi guruh - eksperimental uslublar. Ularning ichida eng ko'p qo'llaniladigani EG D O ' (elektro - gidrodinamik o'xshashlik) uslubidir. Bu uslub yordam ida har qanday flyutbet yer osti konturining gidrodinamik to'rini qurish mumkin. Shuningdek, eksperimental uslub bilan filtratsiyani gruntli nov ichida joylashgan gidrotexnika inshootlari modellarida ham tadqiqot qilishda qo'llaniladi. Uchinchi guruh - gidravlik uslub bo'lib, u masalani taxminiy yechishga asoslangan. Bu eng ko'p qo'llaniladigan uslub bo'lib, amaliy hisoblarda qo'llaniladi. Gidravlik uslublarda flyutbetning siniq nuqtalari orasidagi bosim o'zgarishi xarakteri to'g'ri chiziqli deb qabul qilinadi, bu holda flyutbet oxirida kam, boshlanishda esa ko'p bo'ladi. Bunday yo'l qo'yish flyutbet alohida uchastkalarida ta’sir qiluvchi bosimni aniqlashda katta xatolikka yo'l qo'ymaydi. Flyutbet oxirida uning qalinligi konstruktiv (hisoblarsiz) qabul qilinadi. Quyida gidrotexnika inshootlari bir jinsli zaminlarida, ularning oddiy yer osti konturlari sxemalari uchun filtratsiya hisobining gidromexanika uslublari keltirilgan. Hisobiy formulalarda elleptik funksiyalar uchun quyidagi belgilashlar kiritilgan: К va К ' ~ mos ravishda Я moduli va qo'shim cha moduli /Г = V1 - A: uchun 1-jinsli to'liq elleptik integral. F ( < p { A ) - amplituda