Vízmozgások és hatásaik a talajban. Vízmozgások okai Gravitáció Kapillaritás Termoozmózis Elektroozmózis A szemcsék szívóhatása (suction) Terhelés okozta. - ppt letölteni
KiadtaVilmos Török
Az előadások a következő témára: "Vízmozgások és hatásaik a talajban. Vízmozgások okai Gravitáció Kapillaritás Termoozmózis Elektroozmózis A szemcsék szívóhatása (suction) Terhelés okozta."— Előadás másolata:
Vízmozgások okai Gravitáció Kapillaritás Termoozmózis Elektroozmózis A szemcsék szívóhatása (suction) Terhelés okozta vízmozgás 3
Talajbeli vízmozgások káros következményei víztartalomnövekedés szilárdságcsökkenés, duzzadás, roskadás víztartalomcsökkenés zsugorodás vízmozgás szemcsemozgás, kimosódás föld alatti (munka)térbe áramló víz használatvesztés vízszintemelkedés víznyomás növekedése a szerkezeteken vízkémiai változások korrózió, talajjellemzők romlása 4
Hidraulikai alapok 5
Hidrosztatika Folyadékok kinematikája Hidrodinamika 6
Hidrosztatika Newton a viszkozitásról     ( dv / dl ) Euler a víznyomásról p = p o + h ·  v · g Archimédesz a felhajtóerőről F f = V ·  v · g Pascal a víznyomás terjedéséről p = p k + h ·  v · g 7
Folyadékok kinematikája Permanencia egy szelvényben Q = const.A = const.v k = Q / A = const. Kontinuitás egy áramlási szakaszon Q = A · v k = A 1 · v 1 = A 2 · v 2 = const. Lamináris-turbulens áramlás - Reynolds Áramvonal Áramlási típusok egydimenziós, síkbeli, tengelyszimmetrikus 8
Egydimenziós vízmozgás 9
Síkbeli áramlás 10
Tengelyszimmetrikus vízmozgás 11
Hidrodinamika Bernoulli törvénye Reynolds eredményei 12
Bernoulli törvénye hidraulikus gradiens I=h v /L 13
Egy m.g súlyú vízrészecske energiája Helyzeti energia Nyomási energia Mozgási energia Egységnyi súlyú vízrészecske összes energiája 14
Reynolds kísérleti eredményei 15
Reynolds-szám Hidraulikai sugár Kinematikai viszkozitás Csőbeli áramláskor Kritikus Reynolds-szám Lamináris áramlás Re < Re kr 16
A talajbeli vízmozgás (szivárgás) alaptörvényei 17
A szivárgás empírikus megközelítése Darcy-törvénye 18
A szivárgás kísérleti megközelítése: Darcy törvénye v s =k·(I s –I 0 ) 19
A szivárgás elméleti megközelítése: Koženy csőköteg-modellje N db D 0 átmérőjű L hosszúságú cső Feltételek –a csövek belső palásfelülete = a szemcsék felülete –a csövek belső térfogata = a talaj hézagainak térfogata Eredmények N = …. D 0 = ….. 20
v s = k ∙ ( I s - I 0 ) v s = k ∙ I s 21
Áteresztőképesség meghatározása Laboratóriumban állandó víznyomásos vizsgálat változó víznyomásos vizsgálat konszolidációs vizsgálat (lásd később) Terepen próbaszivattyúzással (lásd később) fúrólyukban pressziopermeaméterrel nyeletéssel aknában, árokban Közelítő eljárásokkal azonosító jellemzőkből képletekkel, diagramokkal, szerkesztéssel 22
Laboratóriumi állandó víznyomásos vizsgálat Mért vízhozam: Q = V v1 / t Mért szivárgási sebesség: v s = Q /A Alkalmazott hidraulikus gradiens: I s = h v / L Vízáteresztőképességi együttható: k = v s / I s 23
Laboratóriumi változó víznyomásos vizsgálat Elemi dt időtartam alatt h v energiakülönbség mellett a talajon átáramló víztérfogat dV v = v s ∙ A t ∙ dt = k ∙ h v / L ∙ A t ∙ dt a csőből kiáramló vízmennyiség dV v = - dh v ∙ A cs A kettő azonosságából k ∙ h v / L ∙ A t ∙ dt = - dh v ∙ A cs A szétválasztható differeciálegyenlet k ∙ dt = - L ∙ A cs / A t ∙ dh v / h v A megoldása k-ra kifejezve összetartozó h v1 – t 1 és h v2 – t 2 leolvasásokkal k = (A cs / A t ) ∙ L / (t 2 – t 1 ) ∙ ln (h v1 / h v2 ) 24
Fúrólyukas mérés pressziopermeaméterrel Nyeletéses vizsgálat Terepi áteresztőképességi vizsgálat 25
Áteresztőképesség meghatározása közelítő eljárásokkal 26
Áramlási erő Nagysága Á = V ∙ I s ∙  v ∙ g Iránya az áramvonal érintője = a sebességvektor Eredete víznyomások eredője - a felhajtóerő Hatásai szuffózió, kolmatáció (finom szemcsék mozgása) erózió (szemcseváz megbomlása) felszakadás, hidraulikus talajtörés 27
Az áramlási erő levezetése 28
szuffózió egy talajon belüli jelenség finom szemcsék mozgása a stabil vázt alkotó szemcsék közt talajtípus durva szemcséjű, kohézió nélküli talaj nagy C u -val terjedelmes szemcsehiány S 40 % alatti esetén pontosabb értékelés a kolmatáció-kritérium alapján „kettébontással” kolmatáció határfelületi jelenség finomabb szemcséjű talaj bemosódása a durvább szemcséjűbe talajtípus D 15 (durva) > 4 ∙ d 85 (finom) esetén D 50 és d 50 alapján C u (U) figyelembevételével Következmény az áteresztőképesség változása 29
Erózióérzékeny egy talaj, ha egyidejűleg teljesülnek a következők: C U  15 és S 0,063  5 S 0,125 – S 0,02  50 % (a szemcsék felének átmérője 0,02 és 0,125 mm közt van) I P  15 % esetén S 0,063 – S 0,002  2  S 0,002 (az agyagtartalom az iszaptartalom felénél kevesebb) 30
(BELSŐ) ERÓZIÓ HIDRAULIKUS TALAJTÖRÉS 31
Buzgárfogás Győrben a 2002 évi árvízkor Letölteni ppt "Vízmozgások és hatásaik a talajban. Vízmozgások okai Gravitáció Kapillaritás Termoozmózis Elektroozmózis A szemcsék szívóhatása (suction) Terhelés okozta."
Földtani ismeretek 11. témakör: Vízföldtani alapfogalmak Előadó: Dr. Cserny Tibor egyetemi docens.