ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ


При самостоятельном желании понять тему " ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ " вам поможет наш ресурс. Для вас наши специалисты подготовили материал, изучив который вы будете разбираться в ней уровне профессионала. А если у вас останутся вопросы, то задать их вы сможете прямо на сайте написав в чат онлайн-консультанта.

оформить заявку

Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!

Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.

ознакомиться с условиями

Краткое пояснение: ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

 

Особенностью грунтов как дисперсных (мелкораздробленных) пористых тел является их водопроницаемость, т.е. способность фильтровать воду. Фильтрация в грунтах зависит от степени уплотнения грунтов, а для тугопластичных, полутвердых глин – наличия начального градиента напора, преодолев который лишь начинается движение воды.

Движение различных 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. 2.9), 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 tg j поверхности уровня грунтовых вод (рис. 2.9).

 

 

Рис. 2.9. Схема фильтрации воды в грунтах;

j – угол наклона поверхности грунтовых вод.

 

 

Гидравлический градиент равен отношению потери напора Н - Н к длине пути фильтрации L т.е.:

 

. (2.26)

 

или, вводя обозначение «действующий напор» H, равный:

 

H= Н - Н , (2.27)

 

будем иметь:

 

. (2.28)

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




υ =k i, (2.29)

 

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

Экспериментальная зависимость (2.29) скорости фильтрации от гидравлического градиента носит название закона ламинарной фильтрации (Дарси, 1885г.).

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

 

, (2.30)

 

где γ = 0,01 Н/см удельный вес воды.

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-коллидные пленки, что имеет место у уплотненных глинистых грунтов, тем больше 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 движение, оказываемое водно-коллоидными пленками.

На рис. 2.10 показаны экспериментально найденные зависимости скорости фильтрации υ от гидравлического градиента ί: для песков – I и для глины – II (масштаб υ для глин увеличен на несколько порядков).



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

Для последнего участка (основного):

 

, (2.31)

 

где - начальный градиент напора для данной глины.

 

 

 

Рис. 2.10. Зависимость скорости фильтрации υ от градиента напора i:

I– для песка; II – для глины (в разных масштабах).

 

 

Ввиду неопределенности в очертании и незначительности по величине переходного участка 1-2 обычно принимают пересечение продолженной наклонной прямой 3-2 с осью i за величину начального градиента напора.

Учет закономерности (2.31) при прогнозе осадок уплотнения вязких глинистых грунтов под действием внешней нагрузки (давления) от возводимых сооружений может существенно сказаться на величине прогнозируемых осадок, что позволяет точнее подойти к их оценке.

Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе. При рассмотрении сжатия грунтовой массы выделяют две системы давления: 1 – давления в скелете грунта р и 2 – давления в поровой воде р . Первые называются эффективными давлениями, так как они эффективно действуют на грунтовые частицы, уплотняя и упрочняя грунт; вторые – нейтральными давлениями, так как они создают лишь напор в воде, вызывающий ее фильтрацию.

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

p = р + р , (2.32)

 

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

Эффективное давление р всегда передается только через точки и площадки контактов твердых частиц, а нейтральное р - через поровую воду, Если нейтральное давление положительно (сверх гидростатического), то оно называется поровым давлением.

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

 

, откуда ,   (2.33)

 

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

 

 


Конечно, для полного рассмотрения вопроса 'ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ', приведенной информации не достаточно, однако чтобы понять основы, её должно хватить. Если вы изучаете эту тему, с целью выполнения задания заданного преподавателем, вы можете обратится за консультацией в нашу компанию. В нашей команде работает большой состав специалистов, которые разбираются в изучаемом вами вопросе на экспертном уровне.

Хм, так же просматривали

Заказ

ФОРМА ЗАКАЗА

Бесплатная консультация

Наша компания занимается написанием студенческих работ. Мы выполняем: дипломные, курсовые, контрольные, задачи, рефераты, диссертации, отчеты по практике, решаем тесты и задачи, и многие другие виды заданий. Чтобы узнать стоимость, а так же условия выполнения работы заполните заявку на этой странице. Как только менеджер увидит ваше сообщение, он сразу же свяжется с вами.

Этапность

СОПРОВОЖДЕНИЕ КЛИЕНТА

Получить работу можно всего за 4 шага

01
Оставляете запрос

Оформляете заказ работы, заполняя форму на сайте.

02
Узнаете стоимость

Менеджер оценивает сложность. Узнаете точную цену.

03
Работа пишется

Оплачиваете и автор приступает к выполнению задания.

04
Забираете заказ

Получаете работу в электронном виде на вашу почту.

Услуги

НАШ СЕРВИС

Что мы еще делаем?

icon
Эссе

от 480 рублей

ПОДРОБНЕЕ
icon
Диссертации

от 14800 рублей

ПОДРОБНЕЕ
icon
Домашние работы

от 180 рублей

ПОДРОБНЕЕ
icon
НИР (научно-исследовательские работы)

от 3300 рублей

ПОДРОБНЕЕ
icon
Дневник по практике

от 580 рублей

ПОДРОБНЕЕ
icon
Ответы для учебы

от 180 рублей

ПОДРОБНЕЕ