что такое градиент напора какова его размерность

Гидравлический градиент, его размерность. Скорость фильтрации и скорость движения воды. Начальный градиент фильтрации

Страницы работы

Фрагмент текста работы

80.Одинаковы или различны напоры в сосуде на поверхности воды и на дне сосуда? Одинаковы или различны давления в воде в этих точках? напоры в сосуде на поверхности воды и на дне сосуда различны также как и давления в этих точках.

81.Что такое гидравлический градиент? Какова его размерность?

гидравлический градиент-потеря напора отнесенная к длинна фильтрации. Безразмерная величина.

82.Запишите закон Дарси. Какова размерность коэффициента фильтрации? От чего он зависит?

закон Дарси (ламинарной фильтрации)-скорость фильтрации прямопропорциональна гидравлическому градиенту.Коэффициент фильтрации измеряется в сантиметрах в секунду,зависит от гранулометрического состава и плотности грунта.

83.Что такое скорость фильтрации и скорость движения воды?

скорость фильтрации-объем воды, проходящий за единицу времени через единицу площади поперечного сечения грунта.Скорость движения воды-скорость с которой вода течет в свободном состоянии.

84.Что такое начальный градиент фильтрации?

фильтрация воды начинается лишь при градиенте большем некоторого значения,необходимого для преодоления сопротивления ее движению водно-коллоидных пленок.это значение и есть начальный градиент.

85.Что называется гидродинамическим давлением и какова его размерность?

86.Опишите модель водонасыщенного грунта К. Терцаги.

В стакан 1 поставим пружину 5 и до ее верха нальем практически не сжимаемую (не содержащую воздуха) воду 4.На поверхность воды и верх пружины поставим поршень 2 с отверстием малого диаметра и приложим к поршню нагрузку 3,создающую внешнее давление р.В первый момент времени (при t = 0),пока вода не успела выйти из отверстия,поршень еще не переместился по вертикали,следовательно, пружина не получила деформацию и усилие в ней р_z = 0.в воде же возникнет давление р_w =р.Значит,в первый момент времени давление полностью передается на воду.По мере выдавливания воды из стакана через отверстие, поршень будет опускаться.Это приведет к сжатию пружины и увеличению в ней напряжений.В течение этого процесса значение p_wуменьшается,а р_zувеличивается и будет сохраняться равенство

После выдавливания определенного количества воды давление р будет полностью передано на пружину, т.е. при t стремящемся к бесконечности давление p_w= 0

Механическая модель в какой-то степени иллюстрирует деформацию полностью насыщенного водой грунта, не обладающего структурной прочностью, ползучестью скелета и начальным градиентом напора. В образце водонасыщенного грунта, помещенного в одометр, при приложении нагрузки в поровой воде возникает давление p_w. По мере выдавливания воды из образца давление в поровой воде уменьшается, а давление в скелете грунта увеличивается.Следовательно, давление в пружине моделирует давление в скелете грунта, а давление в воде соответствует давлению в поровой воде.

87.Что такое полное, эффективное и нейтральное давления?

в процессе уплотнения грунта в нем одновременно действуют две системы давлений: давление в скелете грунта, называемое эффективным, и давление в поровой воде, называемое нейтральным. Эффективное давление характеризует напряженное состояние скелета грунта.Под этим давлением грунт уже деформировался,т. е. уплотнился и упрочнился. Следовательно, такое давление эффективно сказывается на состоянии грунта.Нейтральное же давление не влияет па напряженное состояние скелета полностью водонасыщенного грунта,т. е. оно нейтрально по отношению к скелету грунта.

88.Что называется гидростатическим и поровым давлением?

Поровое давление(нейтральное)-давление в поровой воде,гидростатическое давление89.Дайте понятие о прочности грунта.

Прочность грунта-способность грунта сопротивляться разрушению.обеспечивается связями между частицами грунта.

90.Чем вызывается сопротивление грунта сдвигу?

Трение возникающее в точках контактах частиц.

91.Назовите методы определения сопротивления грунта сдвигу.

Сопротивление грунта сдвигу может быть установлено испытанием его образцов на сдвиг,путём трёхосного сжатия,вдавливанием штампа с шаровой или конусообразной поверхности, по результатом среза грунта крыльчаткой по цилиндрической поверхности и др.

92.Начертите принципиальную схему прибора для испытания грунтов

Источник

Градиент напора

3.7 градиент напора: Отношение напора воды к длине пути фильтрации.

Понижение напора воды, отнесенное к единице длины пути фильтрации

Смотри также родственные термины:

3.13.43 градиент напора фильтрующейся воды: Отношение разницы (перепада) пьезометрических напоров в двух точках фильтрационного потока к расстоянию между этими точками, измеряемому вдоль линии тока.

3.7 градиент напора фильтрующейся воды : Отношение разницы пьезометрических напоров в двух точках фильтрационного потока к расстоянию между этими точками, измеряемому вдоль линии тока.

Полезное

Смотреть что такое «Градиент напора» в других словарях:

градиент напора — Отношение напора воды к длине пути фильтрации. [ГОСТ Р 53225 2008] … Справочник технического переводчика

градиент напора фильтрующейся воды — Отношение разницы (перепада) пьезометрических напоров в двух точках фильтрационного потока к расстоянию между этими точками, измеряемому вдоль линии ока. [СО 34.21.308 2005] Тематики гидротехника … Справочник технического переводчика

градиент напора фильтрующейся воды — 3.13.43 градиент напора фильтрующейся воды: Отношение разницы (перепада) пьезометрических напоров в двух точках фильтрационного потока к расстоянию между этими точками, измеряемому вдоль линии тока. Источник: СО 34.21.308 2005: Гидротехника.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Градиент — 12 Градиент DР/е Перепад давления, деленный на толщину образца Источник: ГОСТ 25283 93: Материалы спеченные проницаемые. Определение проницаемости жидкостей … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГРАДИЕНТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ — величина потери напора на единицу пути подземного или поверхностного потока. Син.: градиент напорный, градиент потока. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

градиент гидравлический — Изменение гидравлического напора на единице длины [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] EN hydraulic gradient DE Energielinienge fällehydraulischer Gradient FR gradient hydraulique … Справочник технического переводчика

градиент напорный — Величина потери напора на единицу пути подземного или поверхностного потока. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины геологическая деятельность подземных… … Справочник технического переводчика

Градиент гидравлический — – безразмерная величина, характеризующая потерю напора на единицу фильтрационного пути. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Рубрика термина: Водоснабжение, вода Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ГРАДИЕНТ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ — изменение гидравлического напора на единице длины (Болгарский язык; Български) хидравличен градиент (Чешский язык; Čeština) hydraulický gradient [spád, sklon] (Немецкий язык; Deutsch) hydraulischer Gradient; Energielinienge fälle (Венгерский… … Строительный словарь

градиент фильтрационного напора — geofiltracijos slėgio aukščio gradientas statusas Aprobuotas sritis statyba apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Kitas formatas atitikmenys: angl. seepage head gradient vok. Gradient der Durchsickerungsdruckhöhe rus. градиент… … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

Источник

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГРУНТОВ. ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Движение разных видов воды в грунтах происходит под влия­нием различных (в зависимости от связанности частиц воды с ми­неральным скелетом) факторов: парообразной — под действием разности упругости водяного пара различных точек грунта (завися­щей от их температуры); пленочной—под действием разности ос­мотических давлений; капиллярной — под действием разности сил всасывания (адсорбционных) и, наконец, гравитационной—под действием разности напоров воды.

Обобщая, можно сказать, что для движения воды необходим не­который градиент напора, вызываемый теми или иными физиче­скими или физико-хими­ческими причинами.

Напорное движение воды в грунтах изучается как в теории движения грунтовых вод, очень важ­ной для гидротехники, так и в механике грунтов, где величина напоров опреде­ляется не только располо­жением точек грунта от нулевого уровня (рис. 14), но и величиной внешнего давления от сооружения, которое также вызывает напорное движе­ние свободной и рыхлосвязанной поровой воды.

Скорость напорного движения грунтовых вод зависит от разме­ров пор грунта, сопротивлений по пути фильтрации и величины дей­ствующих напоров.

Если линии токов воды (движения частиц воды в потоке) нигде не пересекаются друг с другом, то такое движение называется ламинарным; при наличии же пересечений и завихрений движение будет турбулентным.

В грунтах, как показывают соответствующие опыты (Пуазейля, Дарси, Н. Н. Павловского), в большинстве случаев движение воды будет ламинарным.

Ламинарное движение воды происходит с тем большей скоро­стью, чем больше так называемый гидравлический градиент i или в простейшем случае уклон tgi поверхности уровня грунтовых вод (рис. 14).

Гидравлический градиент равен отношению потери напора H₂— H₁ длине пути фильтрации L, т. е.

i = (ж₁)

или, вводя обозначение «действующий напор»

Рис. 14. Схема фильтрации воды в грунтах

i = (ж₃)

По Дарси, расход воды в единицу времени через единицу площа­ди поперечного сечения грунта, или так называемая(скорость филь­трации v_ф, прямо пропорционален гидравлическому градиенту i, т. e.

где k_ф — коэффициент фильтрации, равный скорости фильтрации при градиенте, равном единице (имеет размерность см/сек, см/год и т. п.).

Экспериментальная зависимость (II.14) скорости фильтрации от гидравлического градиента носит название закона ламинарной фильтрации (Дарси, 1885 г.).

В механике грунтов движение воды изучается, главным образом, при действии напоров, вызываемых в поровой воде внешней нагруз­кой, которая также выражается высотой столба воды, пользуясь зависимостью

H = , (ж₄)

где γ_в = 0,001 кГ/см 3 — объемный вес воды.

Так, например, внешнему давлению (нагрузке) р=1,5 кГ/см 2 соответствует действующий напор, равный

H = = 1500 см = 15 м.

Приведем средние величины коэффициентов фильтрации для од­нородных (без каверн) глинистых грунтов при выжимании (фильт­рации) в них воды под давлением около 1—2 кГ/см2:

где r означает любое число от 1 до 9.

Конечно, приведенные величины будут отличными от величин коэффициентов фильтрации, полученных методом полевых откачек.

В расчетах по механике грунтов (например, при прогнозе скоро­сти осадок водонасыщенных грунтов), чтобы избежать столь малых величин, часто выражают коэффициент фильтрации в см/год, при­чем можно принимать 1 см/сек≈3• 10 7 см/год.

О начальном градиенте в глинистых грунтах. Фильтрация воды в вязких глинистых грунтах имеет свои особенности, вызванные малыми размерами пор и вязким сопротивлением водно-коллоид­ных пленок, обволакивающих минеральные частицы грунтов. Чем тоньше водно-коллоидные пленки, что имеет место у уплотненных глинистых грунтов, тем большее сопротивление они оказывают напорному движению воды как вследствие большой вязкости водно-коллоидных пленок (по М. П. Воларовичу), так и их упругости (по Б. В. Дерягину).

Согласно исследованиям С. А. Роза и Б. Ф. Рельтова фильтра­ция воды в вязких (тугопластичных) глинистых грунтах начинает­ся лишь при достижении градиентов напора некоторой начальной величины, преодолевающей внутреннее сопротивление движению, оказываемое водно-коллоидными пленками.

На рис. 15 показаны экспери­ментально найденные зависимос­ти скорости фильтрации v_ф от гидравлического градиента i: для песков — I и для глин — II (мас­штаб v_ф для глин увеличен на не­сколько порядков).

На кривой II можно разли­чать три участка: начальный 0—1, когда скорость фильтрации прак­тически равна нулю (v_ф = 0); пе­реходный /—2 — криволинейный и, наконец, 2—3 — прямолиней­ный— установившейся фильтра­ции, когда скорость фильтрации пропорциональна действующему градиенту.

Для последнего участка (ос­новного)

v_ф = , (11.15)

где — начальный градиент напора для данной глины.

Рис. 15. Зависимость скорости

фильтрации v_ф от градиента напо­ра i:

I— для песка; II — для глины (в раз­ных масштабах)

Отметим, что ввиду неопределенности в очертании и незначи­тельности по величине переходного участка /—2 можно принимать пересечение продолженной наклонной прямой 3—2 с осью i за величину начального градиента напора.

Следует указать, что учет закономерности (11.15) при прогнозе осадок уплотнения вязких глинистых грунтов под действием внеш­ней нагрузки (давления) от возводимых сооружений весьма суще­ственно сказывается на величине прогнозируемых осадок и позво­ляет точнее подойти к их оценке.

Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе. При исследовании сжатия грунтовой массы рассматриваются две систе­мы давлений: 1 — давления в скелете грунта р_z и 2 — давления в поровой воде р_w. Первые называются эффективными давлениями, так как Они эффективно действуют на грунтовые частицы, уплотняя и упрочняя грунт; вторые — нейтральными давлениями, так как они не уплотняют и не упрочняют грунт, а создают лишь напор в воде, вызывающий ее фильтрацию.

Для любого момента времени в полностью водонасыщенной грунтовой массе имеет место соотношение

т. е. полное давление равно сумме эффективного и нейтрального давлений. С изменением одного из слагаемых (при постоянном внешнем давлении р) меняется и другое слагаемое.

Чтобы пояснить сказанное, рассмотрим давление в тонком слое грунтовой массы, уложенной в цилиндрический сосуд (рис. 16, а).

Рис. 16. Схемы приборов, поясняющие две системы

давлений в водонасыщенных грунтах:

а — схема передачи давлений на скелет грунта; б—модель

сжатия грунтовой массы (нагрузка вначале вся передается

на воду, затем, по мере сжатия, на скелет грунта)

Если к поверхности грунта приложить нагрузку интенсивностью р кГ1см2 при помощи дырчатого штампа или слоя свинцовой дроби, то под действием нагрузки произойдет уплотнение грунта и увели­чится его сопротивление сжатию, сдвигу и т. п., т. е. нагрузка будет эффективно действовать на слой грунта.

Если же в сосуд вместо дроби налить воду на такую высоту п=р/ув, чтобы давление оставалось прежним, то как показано опы­тами проф. Рендулика (1943 г.), давление от налитой воды переда­ется только на поровую воду, увеличив напор ее, и не скажется на уплотнении грунта, т. е. будет нейтральным давлением.

Отметим, что эффективное давление р2 всегда передается только через точки и площадки контактов твердых частиц, а нейтральное рт — через поровую воду и, если оно положительно (сверх гидро­статического), то называется поровым давлением.

Понятие об эффективном и нейтральном давлениях распрост­раняют и на любые нормальные напряжения, действующие в водо­насыщенных грунтах. В общем случае можно написать

т. е. эффективное напряжение о в любой точке водонасыщенного грунта равно разности между полным а и нейтральным и напряже­ниями,

Источник

М.5.5. Запишите закон Дарси. Какова размерность коэффициента фильтрации? От чего он зависит? Что такое начальный градиент фильтрации?

М.5.4. Что такое градиент напора? Какова его размерность?

Градиент напора i равен падению напора на единицу длины:

Рис.М.5.4. Определение градиента напора

Закон Дарси записывается так

то есть скорость фильтрации пропорциональна градиенту напора i и коэффициенту фильтрации K_ф. Коэффициент фильтрации зависит от вида грунта, размера его пор (то есть от линейного размера пор, но не пористости), от температуры жидкости (меняется ее вязкость).

при ;

при .

Рис.М.5.5. Зависимость скорости фильтрации от градиента напора

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Определение значения напорного градиента

Одной из задач, решаемых при работе с картой гидроизогипс, является вычисление напорного градиента для последующего определения скорости фильтрации (движения) подземных вод.

Для этого в заданном, в зависимости от номера варианта, квадрате на концах уже имеющейся стрелки проставьте буквы «h₁ » (в начале ) и «h ₂» (на конце). Если в данном квадрате оказалось несколько стрелок, можно выбрать любую из них. Затем, снимая отметки с карты изогипс, определите числовые значения точек «h ₁» и «h ₂» в метрах. После этого измерьте на карте расстояние между этими точками и используя масштаб карты вычислите его длину на местности (в м). Подставив это значение в ниже приведенную формулу, рассчитайте напорный градиент.

,где

h₁ и h₂ – абсолютные отметки уровня подземных вод на концах стрелки (м);

l – расстояние между точками h₁ и h₂ на местности (м).

Расчет напорного градиента приводится в правой части чертежа, под условными обозначениями.

Источник