Меню

Гидростатического давления грунтовых вод

Нагрузки на подземные сооружения

Вертикальное давление грунта. Если минимальный горизонтальный размер подземного сооружения b (ширина) равен или превышает толщину слоя грунта над кровлей h, что обычно и имеет место, то вертикальное давление на кровлю сооружения равно полному весу столба грунта над сооружением:

где γi, hi – удельный вес грунта, кН/м 3 , и мощность слоев грунта над кровлей, м; q – сплошная равномерно распределенная нагрузка на поверхности, кПа.

Удельный вес грунта, расположенного ниже уровня подземных вод, принимается с учетом взвешивающего действия воды для всех грунтов, за исключением грунтов, имеющих коэффициент фильтрации k -8 м/с, но в этих грунтах не принимается в расчет давление подземных вод.

Горизонтальное давление грунта. Стены подземных сооружений рассчитывают на горизонтальное давление грунта с учетом нагрузки, расположенной на прилегающей территории. Давление от веса окружающего грунта обычно называют основным, а давление от поверхностной нагрузки – дополнительным. Горизонтальные составляющие активного и пассивного давления для вертикальных стен при горизонтальной поверхности грунта вычисляют по формулам:

;

,

где σv – вертикальное давление грунта, рассчитанное методами, изложенными в предыдущем разделе; φ и с – расчетные значения угла внутреннего трения и сцепления грунта; λag и λpg – коэффициенты активного и пассивного давления грунта, определяемые по формулам:

;

Активное давление грунта действует не по всей поверхности стен, а лишь начиная с глубины от поверхности:

В литературе приводятся методы учета местных распределенных и сосредоточенных нагрузок на поверхности грунта вблизи стены подземного сооружения, а также сейсмических воздействий на величину горизонтального активного давления грунта.

Давление подземных вод. Давление подземных вод на ограждающие конструкции подземных сооружений

,

где Н – напор (высота столба воды), м; γw =10 кН/м 3 – удельный вес воды.

Расчетным уровнем подземных вод является прогнозируемый, исходя из инженерно-геологических условий, гидрогеологической обстановки, принятого способа производства работ, сроков строительства, мероприятий по водопонижению и водоотведению. При определении бокового давления грунта и гидростатического давления подземных вод необходимо учитывать, что на стадии строительства уровень подземных вод может быть наинизшим, а при эксплуатации сооружения – наивысшим.

Если ограждающая конструкция подземного сооружения имеет наружную гидроизоляцию, то давление воды действует на наружную поверхность ограждения. Если же ограждающая конструкция многослойная, то подземные воды давят на слой гидроизоляции и приложены внутри ограждения.

Гидростатическое давление воды на днище подземного сооружения может вызвать всплытие сооружения. Кроме того, напорные подземные воды в водоносном слое под водоупорным дном котлована могут вызвать при откопке котлована взламывание его дна.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

напор грунтовых вод

Грунтовые воды образуют первый от поверхности водоносный горизонт — в рыхлых четвертичных2 и более древних по возрасту породах, над ними не имеется сплошной водонепроницаемой кровли. Как правило, это воды безнапорные (иногда с местным напором). Разновидности водоносных пород, к которым приурочены грунтовые воды, приведены в табл. 1.[ . ]

Грунтовые воды — подземные воды первого от поверхности земли постоянного водоносного горизонта. Они образуются за счет инфильтрации атмосферных осадков, вод рек, озер, водохранилищ, притока поверхностных вод. Передвигаются по/1 действием разности напора. Схема образования грунтовых во/1 показана на рисунке 2. Из всех видов грунтбвых вод особое внимание уделяют так называемой верховодке.[ . ]

Грунтовые воды — это воды, зале-гающие в первом от дневной поверхности водонепроницаемом слое, не обладающие напором, с уровнем, подверженным колебанию, но не исчезающие без изменения условий образования потока этих подземных вод деятельностью человека или стихийными силами природы.[ . ]

ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ — безнапорные или с местным напором подземные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупоре.[ . ]

Читайте также:  Как бороться с внутричерепным давлением у детей

Грунтовое питание обусловливается притоком подземных вод со стороны вышележащих площадей. При этом грунтовое питание может быть напорным или безнапорным. Если водоносный горизонт сверху прикрыт водоупорными породами, а рельеф местности имеет более или менее крутой наклон в одном направлении, то в этом случае грунт питает напорная вода. При завершении работ в карьере грунтовые воды подземного водоносного горизонта быстро поднимаются вверх и заполняют выработанные пространства до уровня, соответствующего напору водоносного горизонта. Все отвальные площади, расположенные ниже этого уровня или близко к нему, будут затоплены или заболочены, и их народнохозяйственное использование сопряжено с большими затратами.[ . ]

Грунтовые воды, не перекрытые водоупорными породами, как правило, защищены значительно меньше, чем нижележащие горизонты напорных подземных вод, и обычно принимают основную часть инфильтрирующихся с поверхности загрязнений. Из грунтовых вод загрязнения могут затем проникать в более глубокие напорные и безнапорные горизонты с пониженными напорами — через литологические окна в водоупорах, при перетоке через слабопроницаемые раздельные горизонты, по заколонному пространству скважин вследствие их некачественного цементирования и т.д. .[ . ]

Артезианские воды каменноугольных отложений обычно пресные с минерализацией 0,4-0,6 г/л, хорошего качества (гидрокарбонатные, магниевокальциевой группы). Исключением является полоса шириной 10 — 20 км, проходящая от Дедовска-Нахабино через Красногорск в южную часть Москвы. Здесь также имеет место пресная вода, но хлоридногидрокарбонатного класса натриево-магниево-кальциевой группы, что свидетельствует о региональном протекании загрязненных грунтовых вод в артезианские водоносные горизонты со сработанными напорами.[ . ]

На состояние подземных вод в бассейне Москвы выше Рублево влияют также водозаборы, расположенные ниже Рублево, поскольку их воронки занимают в рассматриваемом районе существенные площади. Особенно заметно влияние Химкинского и Московского водозаборов с суммарным водоотбором около 500 тыс.мэ/сутки. Установлено, что восточнее меридиана Звенигорода избыточные напоры артезианских вод практически полностью сработаны. Эго привело к инверсии балансовой структуры потока подземных вод в карбоне: если ранее артезианские воды разгружались в Москву-реку и в ее притоки, то .сейчас, наоборот, из поверхностных и частично из грунтовых вод идет питайие ранее бывших артезианскими водоносных горизонтов. Величину, т. е. расходы воды, такого питания установить точно довольно трудно, однако в целом понятно, что на инфильтрацию в подземные воды расходуется значительная часть формируемых в рассматриваемой части бассейна Москвы водных есурсов.[ . ]

Истытания по определению степени утечки воды из труб проводятся главным образом в сухих районах, где уровень грунтовых вод находится ниже уровня заложения трубы. Один из приемлемых методов испытания сводится к заполнению трубы водой под давлением и фиксации потерь расхода в течение определенного промежутка времени, так как при этом коллектор и смотровые колодцы подвергаются естественному напору воды. Чрезмерные напоры могут вызвать разрушения в нижних секциях коллектора; кроме того, испытание секций между смотровыми колодцами сопряжено с определенным риском. Максимальный используемый гидростатический напор обычно составляет 3 м. До начала измерения количества просачивающейся в грунт воды заполненный водой трубопровод выдерживают в течение 4 ч. За этот период как материал самой трубы, так и материал заполнения стыков насыщаются водой, а попавший в трубу воздух вытесняется. Нормы на максимально допустимую утечку колеблются от 10 до 45 л/сут на 1 км длины и 1 мм диаметра трубы, например, допустимой является утечка 25 л/сут на 1 км длины и на 1 мм диаметра трубы при напоре воды 3 м, тогда как в других случаях максимальной считается величина 20 л/сут на 1 км длины и на 1 мм диаметра плюс 10%-ное увеличение на каждые 0,6 м напора сверх первоначальных 0,6 м.[ . ]

Читайте также:  Какое давление в шланге высокого давления гидроусилителя руля

Исходя из особенностей характера движения грунтовых вод на подтопляемых территориях, Е. С. Дзекцером получены уравнения, учитывающие гравитационно-упругий режим грунтовых вод и изменение напора по вертикали [57].[ . ]

Указанные нормы действительны при среднем напоре грунтовых вод до 4 м.[ . ]

При укладке канализационных труб ниже уровня грунтовых вод необходимо ограничивать степень их проникания. Если в процессе производства работ не удается изолировать трубы от обильного проникания в них грунтовых вод, то канализационная сеть может превратиться в дренажную, т. е. отводящую в основном грунтовые воды, что, конечно, недопустимо. Сеть удовлетворяет предъявляемым к ней требованиям, если при ее испытании на инфильтрацию на 1 км сети в сутки прибавляется 10 м8 воды для дворовой сети диаметром 125—150 мм; для уличной сети всех диаметров; из керамических труб — 30 м3, бетонных и железобетонных труб — 40 м’; из кирпичных каналов—10 м3. Указанные нормы действительны при среднем напоре грунтовых вод до 4 м.[ . ]

Ниже зоны аэрации находится зона полного насыщения водой, т.е. собственно зона грунтовых вод. Мощность пресноводных горизонтов в зоне насыщения изменяется в достаточно широких пределах от 10-20 до 300 м. В нижних горизонтах расположены пласты минерализованных вод. В общей толще пород в зоне пресных вод, как правило, выделяется несколько водоносных пластов, разделенных малопроницаемыми глинистыми пропластка-ми. Через эти пропластки посредством вертикальных перетоков возможно осуществление гидродинамической связи между водоносными горизонтами, причем, в зависимости от разности напоров эти перетоки могут быть восходящими или нисходящими.[ . ]

Противонапорная гидроизоляция устраивается при уровне грунтовых вод выше основания (пола) погреба, как правило, со стороны напора воды (рис. 54).[ . ]

Б. Л. Личков, подчеркивая динамическую связь между всеми водами зоны активного водообмена и поверхностными водами, дает более общее толкование термину «грунтовые воды», а именно грунтовые воды — это неглубоко залегающие безнапорные и с местным напором подземные воды в водоносных пластах, дренируемых реками или вскрываемых эрозионной сетью и понижениями рельефа. Такая трактовка понятия «грунтовые воды» получила широкое распространение в гидрологии.[ . ]

Верхнюю часть земной коры в отношении распределения в ней подземных вод принято делить на две зоны: зону аэрации и зону насыщения. В зоне аэрации вода обычно не заполняет полностью поры и пустоты породы, а если и заполняет, то временно и не везде. В этой зоне непосредственно у поверхности земли в почвах залегают почвенные воды. В зоне насыщения поры породы заполнены водой и на различных глубинах в ней залегают грунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды. Подземные воды по степени подвижности и интенсивности водообмена с прверхностными водами (рек, озер, болот) различны. Наиболее подвижны воды так называемой зоны активного водообмена. Нижняя граница этой зоны намечается гидрогеологами на уровне базиса эрозии малых и средних рек. В этой зоне формируются грунтовые и межпластовые воды, безнапорные или с местным напором. Эти воды, дренируемые речными долинами и озерными котловинами, являются источником питания рек и озер и представляют собой наиболее устойчивую, зарегулированную часть речного стока.[ . ]

Вблизи рек, озер, водохранилищ, морских побережий, оросительных каналов питание грунтовых вод происходит также путем фильтрации вод из этих водных объектов. В некоторых областях (например, на равнинах, прилегающих к Аральскому и Каспийскому морям) наблюдается питание грунтовых вод не только за счет атмосферных осадков, но и за счет вод глубоких водоносных горизонтов, поступающих под напором сквозь водоупорные кровли. Питание грунтовых вод межгорных впадин и подгорных равнин засушливой зоны в значительной мере осуществляется за счет подтока подземных вод горных районов, орошаемых дождевыми, снеговыми и ледниковыми водами. Глубина залегания грунтовых вод по мере удаления от гор уменьшается, и на некотором расстоянии от них располагается зона выклинивания этих вод с многочисленными источниками. Примерами могут служить Ферганская котловина, предгорные районы Средней Азии. В последние годы все большее распространение получает искусственное питание подземных вод, по существу, создание подземных водохранилищ, которым, несомненно, принадлежит большое будущее.[ . ]

Читайте также:  Как померить давление топлива на лансере

Величина миграции веществ-загрязнителей зависит от пористости грунта, коэффициента фильтрации, глубины залегания грунтовых вод, их уклона, положения водоупорного слоя, наличия литолого-фациальных замещений на пути фильтрации, плотности и вязкости отходов бурения, показателя гидростатического напора (уровня жидкости в амбаре-накопителе над уровнем грунтовых вод), интенсивности поступления атмосферных вод в зону аэрации и далее в грунтовые воды, агрессивности ОБР и от других причин.[ . ]

Для этого используют различные виды дренажа (горизонтальный и вертикальный) и открытые каналы. Пахотные земли в настоящее время осушают преимущественно закрытым горизонтальным дренажем.[ . ]

Постановка задачи. Расчет установившейся фильтрации (неизменной во времени) сводится к определению основных характеристик потока: направления фильтрации, величин и градиентов напора, скоростей движения грунтовых вод, а также фильтрационных расходов. Эти характеристики по методу ЭГДА определяют построением на модели гидродинамической сетки и несложными расчетами.[ . ]

По расположению в сооружении различают дренажные устройства в днищах накопителей и дренажные устройства плотин. Дренажные устройства, выполняемые в днище накопителей, служат для снижения напоров жидкости в основании, когда уровни воды, в них существенно превышают уровни грунтовых вод окружающей местности и может быть утечка промышленных стоков в берега через основание, а также для защиты экрана от выпирания грунтовыми водами в процессе строительства и в первый период эксплуатации, когда над экраном еще нет необходимой загрузки. Для решена первой задачи применяют сеть горизонтальных дрен, объединенных в единую систему. При слабопроницаемых грунтах основания и на поверхности экрана эта сеть будет более сложной, чем на проницаемом песчаном или песчано-гравелистом основании ограниченной мощности, так как проницаемый слой послужит дреной.[ . ]

Первый от поверхности водоносный комплекс на исследуемой территории сложен отложениями от уфимского яруса до четвертичных [18]. Он рассматривается именно как водоносный комплекс сложного гидрогеологического строения, а не как грунтовый горизонт, так как в пределах первого, наряду со свободной поверхностью (характеризующей грунтовые воды), широко развиты воды с местным напором (иногда достигающим десятков метров), что обусловлено широким развитием акчагыльских и апшеронских неогеновых глин (особенно в левобережной части долины р.Урал).[ . ]

Реальные взаимоотношения строительства и геологической среды заслуживают специального анализа, поскольку не только строительство воздействует на геологическую среду, но и она воздействует на его ход (темпы, сложность, стоимость сооружения и его надежность в будущем). В ходе анализа формулируются и проверяются гипотезы воздействия строительных работ на компоненты геологической среды: повреждения и загрязнение почвенного и грунтового покрова, дренажных путей грунтовых вод и перераспределение загрязненных токсикантами грунтов в пределах урбанизированных территорий (на расстоянии до 20 — 40 км от крупных промцентров), нарушения режима верхних горизонтов подземных вод, особенно при залегании их в виде изолированных линз и наличии напоров. Физико-химические воздействия в ходе строительства часто связаны с протечками и разливами горюче-смазочных материалов.[ . ]

Источник

Adblock
detector