Движение потока
Программа разрешает выбор анализа установившегося или неустановившегося движения потока в массиве. Анализ неустановившегося потока позволяет определить развитие поровых давлений (высоты нагнетания) и текущую степень насыщения во времени. Время, после которого распределение поровых давлений больше не меняется, можно назвать временем необходимым для достижения установившегося состояния. Время зависит как от материальных свойств среды (значение коэффициента водопроницаемости, параметры моделей, описывающих кривую удержания воды в грунте - зависимость степени водонасыщения от отрицательной высоты давления или всасывания), так и от типа решаемой задачи (напр., открытый поток ). В случае установившегося потока отдельные этапы проектирования полностью независимы друг от друга. В случае неустановившегося потока методика расчёта аналогична анализу напряжённого состояния. Отдельные этапы расчёта являются продолжением друг друга. Первый, независимый этап расчёта предназначен для настройки исходных условий, т.е. настройки исходных значений поровых давлений/высота нагнетания и степень водонасыщения в начале зависимого от времени расчёта, в водонасыщенном (положительные значения поровых давлений), а также в частично водонасыщенном (отрицательные значения поровых давлений-всасывание) грунте. На последующих этапах расчёта необходимо задавать продолжительность соответствующего этапа и историю нагружения (хронологию истории гидравлических граничных условий). В настоящей версии программы предполагается, что нагрузка была или полностью задана в начале этапа, или линейно увеличивается в течение этапа.
В общем в обоих случаях (установившееся/неустановившееся движение потока) речь идёт об описании движения потока в водоненасыщенной или частично водонасыщенной среде. Движение потока в полностью водонасыщенной среде происходит только ниже уровня грунтовой воды. Выше уровня грунтовой воды (движение потока в частично водонасыщенной среде) движение управляется подходящей моделью материала. Для расчёта движения потока со свободным зеркалом (свободного потока) программа предлагает для ввода одну из трёх моделей материала: Log-линейную модель, модель Гарднера и модель Ван Генухтена. Для решения задачи неустановившегося потока рекомендуем использовать модель ван Генухтена, т.к. он позволяет достоверно описать свойства грунтов удерживать воду. Ввиду того, что выбором модели обусловлена настройка исходных условий (исходная степень водонасыщения), менять модель материала на последующих этапах программа не разрешает. В таком же духе настоящая версия программы не позволяет менять геометрию модели заданную на начальном этапе.
Для решения задачи неустановившегося потока нужно на первом этапе расчёта сперва задавать исходные значения порового давления /высоты давления во времени t = 0, особенно над уровнем грунтовой воды в области водоненасыщенного или частично водонасыщенного грунта (область всасывания). Программа позволяет установить исходные значения всасывания тремя способами, а именно: путём решения задачи установившегося потока, предположением равновесного распределения данного уравнения p = - γw*z, где ордината z замеряется от текущего положения уровня грунтовой воды, либо начальные значения всасывания можно задавать впрямую. Для решения практических заданий не рекомендуется задавать максимальное значение отрицательной высоты давления hp меньше чем -10 m (p >-100 kPa), особенно, если имеем дело с крупнозернистыми грунтами. Напр., у песков уже при значении высоты давления hp < -1 m кривая удержания воды в грунте принимает практически горизонтальное положение и при огромных изменениях высоты давления изменение степени водонасыщения приближается нулю. То же самое распространяется на значение относительного коэффициента Kr, с помощью которого понижаем коэффициент водопроницаемости насыщенного грунта в ненасыщенной или частично насыщенной зоне. Сформулировать общую рекомендацию по установке минимальной высоты давления поэтому весьма сложно, т.к. у тонкозернистых грунтов отрицательные высоты давления могут достигать сотен, а у глин - тысячи метров.
Следующий пункт - это задание граничных условий (в точках или на линиях) всегда в начале нового этапа расчёта. В массиве можно моделировать балочные или контактные элементы. В результате расчёта получаем распределение поровых напряжений, общие высоты давления, всасывание (отрицательного порового давления) а в случае неустановившегося потока также степень водонасыщения в массиве, скорость и направления движения потока, а также информацию о величине притока/ оттока в массив /из массива соответственно.