56. Решение задачи фильтрации в ПК ЛИРА 10.8

В версии 10.8 к большому списку расчётных возможностей ПК ЛИРА 10 добавилась возможность решения стационарной задачи фильтрации, за которую отвечает соответствующий модуль.

Изучение фильтрации жидкости в грунтах и различных пористых материалах представляет большой практический интерес при решении многочисленных инженерных задач в области гидротехники, строительства сооружений водоснабжения и водоотведения.

Фильтрационные расчеты используются при проектировании подпорных гидротехнических сооружений (земляные плотины, перемычки, дамбы), водопроводящих каналов, дренажных систем, при осушении грунтового основания и т.п. В водоснабжении фильтрационные расчеты применяются для определения притока воды к водозаборным сооружениям (колодцы, шахты, галереи, дрены) и нахождения их оптимальных размеров.

Рассмотрим теоретические выкладки, заложенные в ПК ЛИРА 10.8.

В качестве примера рассмотрим реализацию расчёта плотины с учётом фильтрации.

Будем рассматривать плоскую задачу с учётом нелинейной работы грунта и монтажа (рис. 1).

Рис. 1. Параметры проекта

Для расчёта фильтрации необходимо задать соответствующие свойства нелинейных грунтов, это делается в редакторе материалов для каждого грунтового материала (рис. 2).

Рис. 2. Задание свойств грунтового материала

Для задания фильтрационной нагрузки необходимо создавать специальное загружение. В случае с задачей в монтаже это будет «Стадия возведения сооружения с расчётом фильтрации», в случае задачи без монтажа – «Стадия нелинейного загружения с расчётом фильтрации». Сама нагрузка в рамках этого загружения задается на узлы. Нагрузка может быть задана как сосредоточенная, так и по трапеции или по функции (рис. 3).

Рис. 3. Задание давления жидкости

Задания всех этих параметров достаточно для проведения расчёта.

В качестве результатов можно отобразить как напряжения в элементах, так и результаты вычисления поля давления. Для отображения поля давления необходимо на вкладке «Спец. результаты» вызвать команду «Фильтрация». При этом становятся доступны несколько результатов расчёта (рис. 4):

• Поле давления по узлам;
• Поле давления по элементам;
• Скорость фильтрации.

Рис. 4. Отображение результатов расчёта

Литература:

Г. Дюво, Ж.Л. Лионс. Неравенства в механике и физике, М. Наука - 1980г.