Цели выполнения фильтрационных расчётов:
Фильтрационное давление (гидродинамическая сила) и положение ДПФП наряду с другими факторами позволяет определять устойчивость сооружений и проектировать мероприятия по снижению влияния этих факторов на устойчивость.
Данные о фильтрационном расходе позволяют контролировать возможные потери воды из водохранилищ или определять приток в котлованы (решать подобные задачи).
Сведения о градиентах и скоростях фильтрационного потока требуются для определения фильтрационной прочности грунтов: выпор, суффозия, контактный размыв.
Результаты расчёта обычно представляют в виде гидродинамической сетки: напоры, градиенты напора и расходы.
На фильтрационный поток влияют много факторов:
В указанных условиях фильтрационные расчёты представляют собой сложную задачу, которую с достаточной степенью точности можно решать численными методами (МКЭ).
Аналитическое решение задачи фильтрации разработано в основном для плоской задачи в условиях изотропных грунтов при наличии горизонтального водоупора, что ограничивает применение этого варианта расчёта на практике. Численное решение, в свою очередь, имеет собственные ограничения и недостатки: например, снижение вероятности достижения сходимости при наличии в схеме областей с большой разницей в коэффициентах фильтрации. Однако эти трудности могут быть преодолены.
Основные расчёты сооружений на фильтрацию выполняются главным образом в условиях установившегося потока при заданных неизменных характерных уровнях воды. Установившаяся (стационарная) фильтрация характеризуется постоянством во времени в любом сечении потока его напорных градиентов, скоростей фильтрации, мощностей и расходов.
После задания граничных условий, фильтрационных параметров грунта и других необходимых исходных данных может быть произведён фильтрационный расчёт.
Подробнее о фильтрационных расчётах в SiO 2D: