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时间:2019-04-05 10:15 来源:未知 作者:admin

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  堤坝下流等梯度盖重的计较方式 志 茂 堤坝地基渗流节制,常以双层地基上的平面渗流问题的研究对象。所谓盖重是在 坝下流原笼盖层上加土设置的压重层,以平稀下卧砂层残剩水头的顶托力,防止流土砂 -5 沸等渗入粉碎。一般说来地基表层为粉质壤土,渗入系数一般在10 Cm\sec 上下,属半 透水性。所谓半透水盖重系用透水性与天然表土层相当的地盘料筑成,地下水可由表土 与盖重向上渗出。在具备砂性土源的地域,半透水盖重已在堤防加固工程中遍及采用; 具有施工简单、办理便利和当场取材等优胜性。近二十多年来在长江大堤渗流处置的 现实使用中取得了显著的效益。 现行的堤坝下流变厚度盖重的计较理论还很不完美。1946 年,美国的本斯可特(S. U. Ben Scoter )按照本奈特(P. T. Bennett )假定求出了三角形断面铺盖的解。解的级数 属柱函数范围,收敛甚慢。我国水电部东北勘测设想院在顾淦臣传授近似计较变厚度铺 盖理论的根本上加以简化并编制了计较曲线,也推导了工盖重长度和厚度的计较公式。 安徽省水利科学研究地点刘宣烈变厚度铺盖解的根本上推广获得变厚度盖重的解,并配 备有变厚度铺盖函数表。该计较法在数学处置上是比力严密的,计较起来比力复杂,对 初学者不易控制。我们在切磋堤坝下流变厚度半透水盖重工程的设想问题时,既想连结 求解理论在数学上的严密性,又要便于现实使用;同时,经济手艺目标的要求使得盖重 工程的优化设想亟待处理。在这三个前撮要求下,本文阐发了等梯度盖重的适用计较方 法,同时对盖首、盖末渗入比降分歧时的盖重计较,也作了切磋。 本文仍以P. T. 本奈特假定为根基假设[1]: 2 1.下卧透水层与表土笼盖层的渗入系数比值大于10 。 2 .渗入通过表土层的流线根基呈垂直向,而通过砂层的流线 .因为堤基宽度与越流系数的倒值 1/A 比拟较小, 身通过的渗流忽略不计—— 采用安徽省水科所提出的以虚拟板桩取代土堤以简化鸿沟前提[1]。 一)盖重渗流阐发 图 (一)所示为双层地基和堤防上下流的全剖面图。为使问题的会商带有遍及性, 图中砂层一 敞露,而另一 封锁 (即砂层尖灭)。按照层厚与渗入系数沿程变化的情 况,将堤坝上下流全程划分为三个计较段:上游段AQ ,盖重段QB,下流段BC 。T 、T 与 K、K 别离为砂层与笼盖层的层厚和渗入系数;tQ,为下流半透水变厚度盖重的首 厚度,LQ 为设想盖重长度。取适用坐标系如图所示,并取原地面为竖向的基准零点。 起首阐发盖重段的渗流微分方程。设砂层沿程变化的单北风流量为 q,水头为h, 水头丧失为h =H-h;并设下流垂直标的目的的出逸坡降为JV 。 因为地下水于盖重顶面——即盖重段的地面逸出,相对于原地面的基准零点盖重顶 面水头随高程面异: t h h t J V T t T t 按照堤坝下流半透水变厚盖厚的优化设想要求,应使下流盖重顶面每一点的垂直出 逸坡降都等于答应的出逸坡降: J J V O 故有 UV K JO h t 并可知 JO T t 变形获得砂层位势与盖重厚度的函数关系式: h (1 JO )t JO T 1 或 t (h JO T ) 1 J O 在盖重优化设想的前提前提下,按照达西定律、本奈特假定和流量均衡道理,能够 推导出盖重段的渗流微分方程。 程度标的目的通过砂层QB 段的单宽流量为qH : [4] 2 dh dh dqH d h qH KT ( O) KT 2 dx dx dx dx 垂直标的目的通过复盖层dx 段的出渗单宽流量为dqv : dqv dqv k JO dx k JO dx 按照渗流层流的持续性道理qH qV , dqH dqV 有 。 dx dx 2 2 d h d h 综上阐发:KT k JO ,拾掇获得: m dx2 dx2 k JO k

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