vízmozgások és hatásaik a talajban
DESCRIPTION
Vízmozgások és hatásaik a talajban. Gyakorlati szivárgási feladatok megoldása. Meghatározandó adatok, következmények. Vízszintek és víznyomások Vízhozamok Az áramlási erő hatásai. Alkalmazható modellek. Egydimenziós áramlás Síkbeli áramlás Tengelyszimmetrikus áramlás - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Vízmozgások Vízmozgások és és
hatásaik a talajbanhatásaik a talajban
Gyakorlati
szivárgási feladatok
megoldása
Meghatározandó adatok, következmények
• Vízszintek és víznyomások
• Vízhozamok
• Az áramlási erő hatásai
Alkalmazható modellek
• Egydimenziós áramlás
• Síkbeli áramlás
• Tengelyszimmetrikus áramlás
• Térbeli általános modellek
Megoldási módszerek
• Áramképszerkesztés
• Hagyományos közelítő számítások
(Dupuit, Thieme, Forcheimer)
• Számítógépes (véges elemes) modellezés
Egydimenziós áramlási modell
alkalmazása
Egydimenziós áramlás homogén talajban
Q=A.vs=A.k.Is=A.k.hv/L hi=h1-li-hvi=h1-li-Is.li=h1-li.(1+Is)
Egydimenziós áramlás
rétegzett talajban a rétegződésre merőlegesen
vs = ki . Hv i/ Li = const.
hvi = hv
Közelítésha ki = kmin1 kmin2
akkor hvi=hv
Q=A.ki.hv/Li
Egydimenziós áramlás
rétegzett talajban a rétegződésselpárhuzamosan
Is = hv / L = const.
Vi = ki . Hv / L
közelítésha ki = kmax1 >> kmax2
akkor Q = Qi = si . ki. Hv / L
Egydimenziós áramlásrétegzett talajban
a réteghatárral szöget bezáró irányba
2
1
k1
k2
Síkbeli áramlási modell
alkalmazásai
Síkbeli vízmozgás áramképe
zN
Síkbeli áramlás számítása Dupuit szerint
21
12
121
22 h
xxxxhhh
12
21
22
xxhhk
21q
Alkalmazási feltételek:• alsó vízszintes vízzáró réteg• x1 - h1 és x2 - h2 ismert• Is = ( h2 - h1 ) / (x2 - x1 ) 0,3
Közelítések:• függőleges equipotenciális vonalak • Is = dh / dL = dh / dxFeltételi egyenlet q = A . Vs = h . k . I = h . k . dh / dx = q = const.
Általános megoldás q . X = k . H2 / 2 + C
Vízhozam Depressziós görbe
12
21
22
xxhhk
21q
21
12
121
22 h
xxxxhhh
Tengelyszimmetrikus áramlási modell
alkalmazása
Vízhozam
12
21
22
rlnrhhkqln
Tengelyszimmetrikus áramlás Dupuit szerint
Depressziós görbe 2
112
121
22 h
lnrlnrlnrlnrhhh
Áramlás modellezése véges elemes programokkal
Kapilláris vízmozgás
Kapilláris emelkedés
A kapilláris emelkedés nagysága és időbeli alakulása
Mértékegységek
hk és dh [m] k [m/s ] t [s]
A kapilláris emelkedés jellemző értékei
homokos kavics 0,1…0,2 mhomok 0,3…0,8 m homokliszt 1,0…2,0 miszap 2,0…5,0 magyag 5,0…100 m
Termoozmózistalajfagyás
A talajhőmérséklet változásai
0
2
4
6
8
10
12
14
16
-10 0 10 20 30
talajhőmérséklet °C
mél
ység
m
nyáridélután
nyárihajnal
téliéjszaka
télimelegnapgyorstélilehűlés
A talajfagyás mértékét, veszélyességét befolyásolják
• a fagybehatolás mélysége, gyorsasága– a fagymennyiséggel nő– hazánkban kb. 1,0 m– a lassú lehűlés veszélyesebb
• a talajok fagyveszélyessége– a jéglencsés fagyás veszélyes, a tömbfagyás nem– homoklisztek, iszapok fagyveszélyesek, – az agyagok fagyérzékenyek– a homokok, kavicsok fagyállók,– minősítés a szemeloszlás és a plasztikus index szerint
• a talajvíz mélysége– kapilláris emelkedés a fagyás alatt – 2,2 m a pályaszint alatti téli vízállás veszélyes
A talajfagyás következményei
Fagykár
A fagyás alatt a felemelkedő vízzel és
a víz jéggé válásával megnövekedő víztérfogat szétfeszíti a talajt és ez
megemeli, vagy eltöri a talajon levő burkolatot
Olvadási kár
Az olvadás kezdete után a még fagyott
talaj feletti, felpuhult, kiengedett, lecsökkent teherbírású zóna a forgalmi terhelés alatt
erősen deformálódik, ezen a burkolat megreped