ӘОК 624.131+539.215
ТОПЫРАҚТАРДЫҢ ШӨГУ ПРОЦЕСІНЕ БАСТАПҚЫ ГРАДИЕНТТІҢ ӘСЕРІ
Алтынбеков Ш., Абдрахманов Қ.,
Құрмыш Е., Умирбеков М.С.
Резюме
Изучается влияние начального градиента напора на осадки воданасыщенного неоднородного грунта. Приведены анализы численного расчета.
Summary
The influence of the initial pressure gradient on the precipitation of water-saturated inhomogeneous soil. Have shown the numerical analyzes.
Кіріспе. С.А.Роза [1] және В.А.Флорин [2,3] өз жұмыстарында тығыз сазды топырақтардағы фильтрациялық құбылыс, әдетте напор градиенті напордың бастапқы градиенті деп аталатын шамадан асып жығылғанда ғана орын алатындығын көрсеткен болатын. Сондай-ақ бұл жұмыстарда напордың бастапқы градиенті болмыстағы напор градиентінің 10-20% құрайтын жағдайда бастапқы градиенттің қарастырылып отырған процеске әсері елеусіз делінген. Осыған байланысты сұрақ туады: қай кезде ескеруге болады? Бұл сұраққа зерттеулер нәтижелері [1-7] былай деп жауап берді: егер де напордың бастапқы градиенті болмыстағы напор градиентімен салыстырғанда жеткілікті шамаға жететін болса (10-20% -н жеткілікті асып жығылатын болса), онда бастапқы градиент топырақтардың нығыздалу процесін зерттеу кезінде ескерілуі қажет. Себебі, бұл жағдайда бастапқы градиенттің топырақтардың шөгу процесіне әсері шамадан тыс елеулі болмақ. Сондықтан, бұл бағытта біртекті топырақтар үшін бір қатар зерттеулер жүргізілді [1-7].
Ұсынып отырған бұл жұмыста В.А.Флорин есебі [3] әртектілігі коорди-наталарға және уақытқа қатысты сипатталушы топырақтар үшін шешіледі.
Есептің қойылымы. Қарастырылып отырған есеп напордың бастапқы градиенті әсеріндегі фильтрациялық есептеу схемасына (1-сурет) сәйкес шешіледі, яғни уақыттың бірінші периоды үшін келесі есеп:
1-сурет. Фильтрациялық есептеу схемасы
А. , ,
t=0 де және r =0,
t >0 де және z = 0 де H = 0,
t >0 де және z = r де , ,
t >0 де және z>r де ,
ал уақыттың екінші периоды үшін (r = h) келесі есеп.
Б. , ,
- та ,
және z = 0 де H = 0,
және z = h де
шешіледі.
Есептерді шешу әдістері және есептердің шешімдері. Бұл А) және Б) типтегі есептерді шешу үшін айнымалыларды ажырату әдісін, жаңа айнымалылар енгізу әдісін және шекаралық шарттарды түрлендіру әдісін таңдадық.
Таңдалған әдістерді пайдалана А) типтегі есептің шешімін мына түрде алуға болады:
, (1)
мұнда
, , ,
, .
Бұл жерде, жоғарыда айтқандай, жаңа айнымалыларды
және
бірінен соң бірін енгізе, келесі дифференциалдық теңдеу
жалпы шешімі –
белгілі Бессель теңдеуіне келтірілді. Мұнда - бірінші және екінші текті Бессель функцияларының комбинациясынан құрылған функция, - осы функциялардың комбинацияларынан түзілген теңдеудің оң түбірлері, ал
мына түрдегі айқындалмаған өрнекпен анықталады:
Бұл жерден болғанда -ты, содан соң (1)- ді пайдаланып - ты анықтауға болады:
,
(2)
Енді Б) типтегі есепті шешуді қарастырайық. Есепті шешу, жоғарыда айтқандай, жылу өткізгіштік есебін шешуден ешбір айырмашылығы жоқ.
Б)-дағы соңғы әртекті шекаралық шартты біртекті шекаралық шартқа түрлендіру әдісін қолданамыз.
Сонда айнымалыларды ажырату әдісін пайдалана Б)-типтегі есептің шешімін келесі түрде табуға болады:
(3)
мұнда – белгілі коэффициенттер.
Ірге тастың шөгуін анықтау. Енді осы алынған нәтижелерді, түсірілген жүк q-ді және В.А.Флорин гипотезасын ескере қарастырылып отырған есеп-тер үшін топырақ қабатының шөгуі анықтау қиынға соқпайды:
(4)
А) жағдай үшін:
(5)
Б) жағдай үшін:
Осылардан табатынымыз:
(6)
Соңғы алынған (6) нәтижеден ұмтылғанда келесіні аламыз
. (7)
Жоғарыда келтірілген (1), (2), (3), (4)-(6) формулаларды пайдаланып ірге тастың шөгуін анықтау үшін ДЭЕМ-не Турбо-Паскаль тілінде программа түзілді. Осы программаға сәйкес ДЭЕМ-де есептеулер жүргізілді.
2,а)-суретте біркелкі таралған жүк q=1 кГ/см әсеріндегі топырақ қабатының нығыздалуын сипаттау үшін напорлардың эпюрлары қою қара сызықтармен көрсетілген. Ал, 23,б)-суретте топырақ бетінің шөгуі келтірілген. Мұнда ; см/кГ; см/сек; h=10м, i=5; см; ; сек; см; кГ/см.
1 - әртекті топырақтар үшін; 2 және 3 – біртекті топырақтар үшін;
2-сурет. Біркелкі таралған жүк q=1 кГ/см түсірілген жер бетінің
уақытқа қатысты шөгуі
Салыстыру мақсатында, напордың бастапқы градиентін ескермеген жағдайда алынған нәтижелерге сәйкес құрылған эпюрлер келтірілген.
2- суретте келтірілген қисықтардан, бастапқы градиенттің шөгу процесіне әсері елеулі екендігі байқалады.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
-
Роза С.А. Расчет осадки сооружений гидроэлектростанций.-М.: Гос-энергоиздат, 1959.-330 с.
-
Флорин В.А. Основы механики грунтов.-М.: Госстройиздат, 1959.-Т.1.-357 с.
-
Флорин В.А. Основы механики грунтов.-М.: Стройиздат, 1961.-Т.2.-540 с.
-
Цытович Н.А., Зарецкий Ю.К., Малышев М.В., Абелов М.Ю., Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз скорости осадок оснований сооружений.-М.: Изд. лит. по строительству, 1967.-235 с.
-
Иванов П.Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений.-М.: Высшая школа, 1991.-447 с.
-
Цытович Н.А. Механика грунтов.-М.: Гостройиздат, 1963.-636 с.
-
Зарецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов.-М.: Наука, 1967.-270 с.
shahmaksut@mail.ru
Достарыңызбен бөлісу: |