Силы гидростатического и гидродинамического давления. Кавитация и аэрация

Силы гидростатического давления целесообразно определять, раскладывая их на горизонтальную и вертикальную составляющие. Горизонтальную   составляющую W₁,  W₂ силы    гидростатического давления обычно вычисляют по эпюре горизонтальной составляю­щей давления, представленного в метрах водяного столба (рис. 2.1). Вертикальная составляющая W₃, W₄ равна весу воды в объеме «тела давления», заключенного между напорной поверхностью сооружения и вертикальной плоскостью, проведенной через нижнюю образующую этой поверхности до пересечения со свободной поверхностью воды.

Часть тела давления, заполненная водой, дает силу, направленную вниз, как это показано на рис. 2.1 (тело дав­ления аbс и а'b'с'), незаполненная водой - вверх. Точка приложения сил определяется положением центра тяжести эпюры давления.

Удельный вес воды в системе единиц СИ равен  (1000 кгс/м³, 1 тс/м³); при содержании в воде взвешенных наносов удельный вес воды может увеличиваться на 5-10% и более.

Рис 2.1 Схема силовых воздействий воды и наносов на водоподпорное сооружение (аbс(а'b'с') - тело давления)

Превышение у уровня нижнего бьефа над какой-либо точкой подошвы сооружения определяет гидростатическое давление в данной точке подошвы, а эпюра давления дает взвешивающую (направленную вверх) силу W_взв, действующую на подошву соору­жения. По подземному контуру сооружения (рис. 2.1, ломаная а-а') действует также фильтрационное давление, создающее силу фильтрационного давления W_ф.