Движение грунтовых вод

Помощь он-лайн только по предварительной записи

Заказать задачу

Сборник задач по гидравлике: Учеб. пособие для вузов /Под ред. В. А. Большакова.- 4-е изд., перераб. и доп.-Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. 336 с.

Глава XI.1. Основы расчета ламинарной фильтрации

XI.1. Грунтовый поток движется в сторону реки по подстилающему слою, имеющему уклон i = 0,02 (рис. XI.9). Построить  кривую депрессии, если глубина в начале потока h1 = 2,2 м; в конце h2 = 4 м; фильтрационный расход q = 0,04 см2/с; коэффициент фильтрации грун­та k = 0,01 см/с.

XI.2. При равномерном движении грунтового потока известны: уклон подстилающего водонепроницаемого слоя i = 0,04; расход на 1 м ширины потока q = 0,018 л/с · м. Определить коэффициент фильтра­ции грунта, если: а) глубина потока h0 = 2,8 м; б) глубина потока h0 = 3,4 м.

XI.3. При определении коэффици­ента фильтрации k методом нагнетания воды в грунт (рис. XI. 10) были по­лучены следующие данные: время с начала исследований до появления во­ды на стенке наблюдательного шур­фа составило 55 ч; разность отметок поверхности воды в рабочем шурфе и в наблюдательном шурфе Н = 3,7 м; расстояние между стенками рабочего и наблюдательного шурфа l = 6 м. Подсчитать коэффициент фильтра­ции, если разность отметок дна рабочего шурфа и места выхода во­ды в наблюдательном шурфе: a) h = 1 м; б) h = 2 м.

XI.4. Определить удельный расход q горизонтального водоносного пласта мощностью t = 4 м при равномерном движении, зная, что разность отметок поверхности воды в скважинах, расположенных в направ­лении движения воды, h = 40 м при расстоянии между ними l = 1200 м, если коэффициент фильтрации: a) k = 0,004 см/с; б) k = 0,01 см/с.

XI.5. Вычислить дебит артезианской скважины при условии, что мощность водоносного пласта t = 15 м; глубина откачки s = 6 м; диаметр скважины d = 0,3 м; радиус влияния R = 150 м, если коэф­фициент фильтрации: а) k = 10 м/сутки; б) k = 1 см/с.

XI.6. Определить дебит совершенного артезианского колодца, если мощность водоносного пласта t = 5 м; диаметр колодца d = 30 см; напор в водоносном пласте в естественном состоянии H = 30 м; глуби­на воды в колодце h = 15 м, при: а) радиусе влияния колодца R = 200 м; коэффициенте фильтрации k = 0,006 см/с; б) R = 500 м; k = 0,05 см/с.

XI.7. Найти дебит совершенного грунтового колодца, если отметка статического уровня грунтовых вод 15 м; отметка уровня воды в колодце 10 м; отметка подстилающего водонепроницаемого слоя 0,00; диаметр колодца d = 40 см, при: а) радиусе влияния колодца R = 150 м; коэффициенте фильтрации k = 0,03 см/с; б) R = 450 м,  k = 0,04 см/с.

XI.8. Для случаев а) и б) предыдущей задачи определить расход, при котором динамический уровень грунтового колодца понизится до половины статического уровня.

XI.9. Определить дебит совершенного грунтового колодца, расположенного у реки, если отметка свободной поверхности воды в реке 13,5 м; отметка свободной поверхности воды в колодце 12 м; отметка горизонтального подстилающего водонепроницаемого слоя 10 м; диаметр колодца d = 0,5 м, при: а) расстоянии от реки до оси колодца l = 15 м; коэффициенте фильтрации k = 0,01 см/с; б) l = 25 см; k = 0,005 см/с.

XI.10. Для сброса воды в грунт запроектирован поглощающий ко­лодец. Определить возможный сбрасываемый расход, если бытовая глубина воды в водоносном слое Н = 2 м, глубина воды в колодце h = 6 м; диаметр колодца d = 30 см, при: а) радиусе влияния R = 240 м; коэффициенте фильтрации грунта k = 0,03 см/с; б) R =  700 м; k = 0,3 см/с.

XI.11. Определить приток воды к водозаборной галерее, располо­женной на водоупоре, если отметка статического горизонта воды 11,00 м, отметка водоупора 6,00 м; глубина воды в галерее h = 1 м; ширина b = 2 м; длина галереи l = 50 м; коэффициент фильтрации k = 0,009 см/с, при: a) R = 240 м; б) значение R не дается, грунт не уплотнен.

XI.12. Найти расход на единицу ширины грунтового потока при следующих данных: глубина воды в первой скважине 28 м, во второй 12 м (скважины расположены по течению грунтового потока); расстоя­ние между скважинами 450 м; коэффициент фильтрации грунта k = 0,008 см/с, если: а) уклон подстилающего водонепроницаемого слоя i = 0; б) i = 0,04.

XI.13. На берегу в водопроницаемом слое с коэффициентом фильтрации k = 0,02 см/с расположен канал, проходящий параллель­но реке на расстоянии l = 80 м от нее. Определить удельный расход  грунтового потока и построить кривую депрессии при следующих дан­ных: глубина грунтового потока при выходе из канала h1 = 1,6 м; глубина воды при впадении в реку h2 = 2,3 м, если (рис. XI.11): а) уклон подстилающего водонепроницаемого слоя i = 0,004; б) i =  0,02.

XI.14. Из реки фильтрационный поток движется в сторону озера, по   водопроницаемому   слою   с   коэффициентом   фильтрации   k = 0,007 см/с; подстилающий водонепроницаемый слой имеет обратный уклон i = 0,02; глубина потока при выходе из реки h1 = 4 м; фильтра­ционный расход q = 0,0048 м/с (рис. XI. 12). Определить: а) на каком расстоянии от реки глубина потока достигает величины h2 = 2 м; б) какая глубина установится на расстоянии от реки 20 м.

XI.15. Определить радиус влияния R совершенного грунтового колодца при Н = 10 м; h = 8 м; r0 = 0,5 м; k = 0,0003 м/с, если: а) дебит колодца  Q = 500 м3/сутки; б)  значение Q не дается.

XI.16. Определить расстояние L между дренажными галереями, расположенными на горизонтальном водоупоре для понижения уровня грунто­вых вод не меньше 1,5 м, если мощ­ность водоносного пласта Н = 6 м; отметка водоупора 5,00 м; отметка по­верхности земли 12,00 м: а) грунты песчано-глинистые (рис. XI. 13); б) грунты глинистые.

Заказать задачу

Глава XI.2. Ламинарная фильтрация воды через плотину из однородного грунта на горизонтальном основании

XI.17. Построить кривую депрессии и определить фильтрационный расход на 1 м длины однородной земляной плотины, расположенной на горизонтальном водоупоре, если  Нп = 11 м; hв.б. = 10 м; b = 8 м; m1 = 3; m2 = 2; k = 0,0004 см/с; hн.б. = 2 м.

XI.18. Определить фильтрационный расход на 1 м длины плотины и построить кривую депрессии при отсутствии воды в нижнем бьефе, если: а) Hп = 14 м; hв.б. = 12 м; b = 10 м; m1 = 3; m2 = 2; k = 0,4 м/сутки; б) Hп = 18 м; hв.б = 16 м; b = 12 м; m1 = 3; m2 = 2; k = 0,0003 см/с.

XI. 19. Определить фильтрационный расход через тело плотины при наличии воды в нижнем бьефе, если: а) Hп = 15 м; hв.б. = 13 м; b = 10 м; m1 = 3; m2 = 2; hн.б. = 3 м; k = 0,4 м/сутки; б) Hп = 16 м; hв.б. = 14 м; b = 12 м; m1 = 3; m2 = 2; hн.б. = 4 м; k = 0,0003 см/с.

XI.20. Построить кривую депрессии в плотине из однородного грунта на горизонтальном водоупоре при Hп = 5 м; b = 4 м; hв.б. =  4 м; hн.б. = 0,5 м; m1 = 2,5; m2 = 1,5, если: а) k = 0,00005 см/с; б) k = 0,0001 см/с.

XI.21. Определить фильтрационный расход через плотину из од­нородного грунта на горизонтальном водоупоре при Hп = 8 м; b = 5 м; hв.б. = 7 м; hн.б. = 0; m1 = 2,5; m2 = 1,5, если: а) k = 0,00005 см/с; б) k = 0,0001 см/с.

Заказать задачу

Глава XI.3. Турбулентная фильтрация

XI.22. Определить размеры фильтрующей насыпи трапецеидаль­ного сечения, обращенного меньшим основанием книзу, с коэффициен­том заложения откосов mф = 1. Длина насыпи S = 22 м; грунт осно­вания — галечник; высота насыпи земляного полотна Нн = 4,5 м. Камень окатанный, аллювиального происхождения со средним диамет­ром, приведенным к шару, d = 50 см. Уклон дна i0 = 0,005; расчет­ный расход Q = 4,5 м3/с.

XI.23. Напорная фильтрующая насыпь, выполненная из камня элювиального происхождения неправильной, остроугольной формы, со средним диаметром, приведенным к шару, d = 30 см, должна про­пустить расход Q = 3 м3/с. Длина фильтрующей насыпи S = 19 м; уклон дна русла i0 = 0,02. Рассчитать размеры сечения фильтрующей насыпи прямоугольного сечения реки, если: а) высота бровки земляного полотна Hн = 3 м; грунт основания мелкий песок; б) Нн = 2,5 м; грунт основания суглинок.

XI.24. Напорная фильтрующая насыпь трапецеидального сечения с меньшим основанием, обращенным книзу, выполненная из камня гляциального происхождения средней окатанности диаметром d =  35 см, должна пропустить расход Q = 2,7 м3/с. Высота бровки зем­ляного полотна Hн = 2,5 м. Коэффициент заложения откосов фильт­рующей насыпи mф = 1,5. Уклон лога i0 = 0,05. Рассчитать размеры поперечного сечения фильтрующей насыпи, если: а) длина фильтрую­щей насыпи S = 20 м; грунт основания суглинок; б) S = 27 м; грунт основания илистый.

XI.25. Рассчитать размеры безнапорной фильтрующей насыпи трапецоидального сечения при следующих данных: расчетный расход Q = 25 м3/с; высота земляной насыпи Нн = 4,7 м; ширина земляной насыпи поверху Вн = 11 м; коэффициент заложения откосов земляной насыпи m = 1,5; коэффициент заложения откосов фильтрующей насы­пи mф = 1; продольный уклон лога i0 = 0,01; грунт основания мелкий песок; бытовая глубина потока в нестесненном русле hб = 0,25 м; ка­мень рваный элювиального происхождения со средним диаметром, при­веденным к шару, d = 20 см. Коэффициенты принять: ε = 0,9, α = 1.

XI.26. Рассчитать размеры безнапорной фильтрующей насыпи пря­моугольного сечения, выполненной из камня средней окатанности диаметром d = 35 см, если: a) Q = 4 м3/с; высота земляной насыпи Нн = 3,5 м; ширина земляной насыпи поверху Вн = 10 м; коэффициент заложения откосов земляной насыпи m = 2; продольный уклон лога i0 = 0,025; грунт русла суглинок; бытовая глубина потока в нестесненном русле hб = 0,6 м; б) Q = 5 м3/с, Hн = 3 м, Вн = 10 м; m = 1,5; i0 = 0,01; грунт русла — мелкий песок; hб = 0,4 м.

XI.27. Безнапорная фильтрующая насыпь треугольного сечения с коэффициентом заложения откосов mф = 6, выполненная из рваного камня размером d = 0,45 м, должна пропустить расход Q = 3,6 м3/с. Определить размеры фильтрующей насыпи, если: а) высота земляной насыпи Нн = 3,5 м; длина фильтрующей насыпи понизу S = 20 м; продольный уклон лога i0 = 0,05; бытовая глубина потока в нестес­ненном русле hб = 0,4 м; грунт русла лесс; б) Нн = 2,5 м; S = 15 м; i0 = 0,009; hб = 0,5 м.

XI.28. Безнапорная фильтрующая насыпь трапецоидального се­чения с коэффициентом заложения откосов mф = 3, выполненная из среднеокатанного камня диаметром d = 40 см, должна пропустить расход Q = 2 м3/с. Рассчитать размеры фильтрующей насыпи, если: а) высота земляной насыпи Нн = 2,5 м; длина фильтрующей насыпи понизу S = 20 м; продольный уклон лога i0 = 0,02; бытовая глубина потока в нестесненном русле hб = 0,3 м; грунт русла средний песок; б) Нн = 3,5 м; S = 24 м; i0 =  0,01; hб = 0,5 м; грунт русла галечник.

Заказать задачу


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>