Гидротехнические сооружения. Том II

Пренебрегая весом воды в пределах рассматри ваемого объема грунтовой массы, т. е. полагая Д (у 1 _ з"\ —і—j ' - = 0, окончательно имеем:

В виду проницаемости грунта сила эта является приложенной во всех точках рассматриваемого объема грунтового скелета, поэтому, относя эту силу к единице объема грунтовой массы, имеем:

D = ш< Рі~Рі)—Рі

—Pi

(32)

(36))

ш/ ' Из выражения пьезометрического напора Hp = z + l , где: z — ордината рассматриваемой точки, а Д — объемный вес воды, имеем р = Ш р — Аг. (34) Подставляя в (32) значение р по (34), получим: D = Л ( / " Ѵ - Н Р" ) _ * ( * ' - * ' > ( 3 5 ) (33) /

I

Величина D есть объемная сила, характеризую щая воздействие фильтрующей воды на грун товый скелет, относящаяся таким образом к си стеме Р . Силу D мы называем о б ъ е м н ы м ф и л ь т р а - ц и о н н ы м д а в л е н и е м , подчеркивая таким образом специфичность этого термина для гид равлики грунтовых вод. Формула (36) дана проф. Терцаги в 1922 г. и проф. Н. П. Пузыревским в том же году (см. Н. П. Пузыревский, Основания и фундаменты 1923 г.).

III. РАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ВОД

сги N 2 , уровни в них лежат в плоскости 2 - 2, отстоящей от плоскости сравнения на расстоянии Нр". Для рассмотренного случая поверхности Ni и Н 2 будут эквипотенциальными поверхностями

1. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ И ЛИНИИ ТОКА Движение воды в порах грунта, подчиняясь ламинарному закону, происходит по линиям тока, определение понятия которых тождественно с по нятием, известным из общей гидравлики. Каждая точка пространства, занятого грунтовым потоком, характеризуется вместе с определенным значением скорости, определенным же значением пьезометрического напора Hp, величина которого физически представляется высотою уровня воды в пьезометрической трубке, помещенной в рас сматриваемой точке а линии тока 5S , , над неко торой условной плоскостью сравнения 00 (рис. 49) Так как очевидно, что на каждой из линий токов должна иметься точка, и притом единственная, с таким же значением пьезометрического напора, го можно представить себе некоторую поверх ность, проходящую через все указанные точки потока. Такая поверхность, представляющая собой геометрическое место точек равных пьезометри ческих напоров, носит название эквипотенциаль ной поверхности, или поверхности равных напоров. Физически экви

с соответствующи ми пьезометриче скими напорами Нр и Нр". Давле ние воды в экви потенциальных по верхностях распро страняется но ГИ- дро с т а тич е с кому закону, и сосіав ляющая скорости фильтрации, каса тельная к эквипо- и тенциальной по-

і 9 / 1 л ^ 'п V чі

1Ï

Рис. 5і

верхности, всегда равна нулю — вследствие невозможности движе ния воды в этом направлении. Поэтому эквипо тенциальные поверхности всегда нормальны к направлению линий "токов и скоростей фильт рации и, следовательно, для грунтовых потоков одновременно являются поверхностями живых се чений потока (см. раздел А— Теоретическая гидро динамика). 2. ДИФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ ЗАКОНА ДАРСИ. МЕТОД ПЛОСКОЙ ЗАДАЧИ Изменение величины пьезометрического напора Нр на единицу длины пути фильтрации, как из вестно, носит название пьезометрического уклона и выражается равенством

потенциальная по верхность характе ризуется тем, что уровень воды в и ьезоме тр и ческ их трубках, помещен ных в любых точ ках этой поверх

Иис. 49

ности, будет находиться в горизонтальной пло скости, параллельной плоскости ОО и отстоя щей от последней на расстоянии Н р . На рис. 50 три пьезометрических трубки распо ложены в точках а ь Ь\ и с,, поверхности N v , уровни в них лежат в одной горизонтальной плос кости 1 - 1 , отстоящей от плоскости сравнения ОО на расстоянии НР\ три других пьезометра установлены в точках, принадлежащих поверхно

1-1 и

Л р

(37)

I

В общем случае, когда величина і р не постоян на для различных точек линии тока, выражение (37) характеризует собой лишь некоторое среднее значение пьезометрического уклона на длине I.