РАСЧЕТ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В АТОМНЫХ ПЛОТИНАХ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ РАЗНОСТЕЙ

Abstract

В данной статье рассматриваются вопросы математического моделирования нестационарных процессов фильтрации в грунтовых плотинах на основе метода конечных разностей. В исследовании проанализированы основные законы движения воды в грунтовой среде на основе закона Дарси и уравнения Буссинеска. Для расчета нестационарного процесса фильтрации было дискретизировано одномерное дифференциальное уравнение, разработана точная схема конечных разностей и определено условие ее устойчивости. В рамках исследования была разработана вычислительная модель земляной плотины, состоящей из верхней призмы, ядра и нижней призменных зон. Нестационарная фильтрация и высокая устойчивость склонов в условиях быстрого понижения уровня воды были рассчитаны с использованием модулей SEEP/W и SLOPE/W программы GeoStudio. Расчеты проводились для различных коэффициентов уклона и скоростей понижения уровня воды. Результаты показали, что сохранение порового давления в условиях быстрого снижения уровня воды уменьшает устойчивость склона. По мере увеличения крутизны склона фильтрационное давление уменьшается, а коэффициент устойчивости возрастает. Наиболее опасная ситуация наблюдалась при m_в = 2,0 и ϑ = 5,0 м/сут, в то время как наиболее стабильная ситуация была определена при m_в = 3,5. С технико-экономической точки зрения, m_в = 3,0 был оценен как наиболее оптимальный вариант. Результаты исследования имеют важное практическое значение при проектировании, эксплуатации и оценке безопасности земляных плотин в чрезвычайных ситуациях