Theorie der Flownets durch Böden - erklärt!
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Theorie der Flownets durch Böden.
Auf der Grundlage von Blighs Theorie entworfene und konstruierte Wehre scheiterten ebenfalls an der Untergrabung des Baugrundes. Daher war es wichtig, das Problem der Wehre auf den durchlässigen Fundamenten gründlicher zu untersuchen. Die Theorie der Flownets bietet eine bemerkenswerte Lösung für das Problem.
Kurz gesagt ist die Theorie wie folgt:
Die Durchströmung der Böden wird größtenteils durch das Gesetz von Darcy'g geregelt. Es sagt, dass
Die Gleichung repräsentiert zwei Sätze von Kurven. Sie schneiden sich orthogonal. Ein Satz von Kurven wird als Stromlinien bezeichnet. Sie geben den Weg an, dem das Sickerwasser folgt. Andere Kurven werden als Äquipotentiallinien bezeichnet. Sie sind die Linien, die Punkte gleichen Potenzials verbinden. Das Flownet kann bequem für die meisten hydraulischen Konstruktionen grafisch durch Versuch und Irrtum aufgebaut werden.
Die Methode besteht aus folgenden Schritten:
(a) Zeichnen Sie einen Querschnitt durch eine durchlässige Schicht und eine hydraulische Struktur.
(b) Machen Sie den ersten Versuch, um ein Flownet zu konstruieren.
(c) Zweite Versuchsanpassung des konstruierten Flownets vornehmen.
Bei Bedarf können weitere Versuche durchgeführt werden, um das Flownet endgültig zu zeichnen.
Die Vorgehensweise kann mit Hilfe von Abb. 19.5 anschaulich verstanden werden. Die stromaufwärtige Bodenoberfläche stellt eine Äquipotentiallinie dar, da sich alle Punkte der Oberfläche unter demselben Kopf befinden. In ähnlicher Weise stellt die stromabwärts gelegene Bodenoberfläche eine andere Äquipotentiallinie dar, da sich alle Punkte unter demselben Kopf befinden.
Der vom Staudamm gespeicherte Wasserkopf sei H. Dann stellt die stromaufwärts gelegene Bodenoberfläche eine Äquipotentiallinie mit 100% igem Kopf dar. Der Gesamtkopf geht zu dem Zeitpunkt verloren, an dem er stromabwärts erreicht wird. Natürlich nachgelagerte Bodenfläche repräsentiert eine Äquipotentiallinie mit Nullpunkt.
Die Basis des Damms und die Seite des Sperrpfeilers stellen die erste Strömungslinie oder Strömungslinie dar. Es ist das erste Gelenk, durch das Wasser sickert, wie es in Blighs Theorie richtig angegeben ist. Falls in der Gründung eine undurchlässige Schicht vorhanden ist, handelt es sich offensichtlich um die letzte Stromlinie. Somit wird einfach durch Zeichnen eines Querschnitts der hydraulischen Struktur die Form der Extremstromlinien und der Äquipotentiallinien ermittelt.
Nun können alle Stromlinien und Äquipotentiallinien nach Versuchs- und Fehlermethoden grafisch mit folgenden Eigenschaften der Kurven gezeichnet werden:
ich. Die Form der aufeinanderfolgenden Fließlinien repräsentiert einen allmählichen Übergang von einer zur anderen.
ii. Die Flusslinien und die Äquipotentiallinien müssen sich im rechten Winkel schneiden.
iii. Die Strömungslinien müssen im rechten Winkel zur Bodenoberfläche stromaufwärts bzw. stromabwärts beginnen und enden.
iv. Wenn keine undurchlässige Schicht vorhanden ist, nimmt die Fließlinie allmählich halbelliptisch an.
v. Die Äquipotentiallinien müssen rechtwinklig zur ersten und letzten Flusslinie beginnen und enden.
vi. Jedes Quadrat, das durch Schnittpunkt von Flusslinien und Äquipotentiallinien erhalten wird, wird als Feld bezeichnet.
vii. Wenn die Kurven richtig gezeichnet sind, kann in jedem Feld ein Kreis gezeichnet werden, der alle vier Seiten des Feldes berührt.
Das Flownet kann mit unzähligen Kurven konstruiert werden. Aus praktischen Gründen sollte das Flownet jedoch aus einer begrenzten Anzahl von Kurven bestehen, wie in Abb. 19.5 dargestellt. Jedes Feld ist perfekt ein elementares Quadrat.
Die Menge der Versickerung kann unter Verwendung des Flownets berechnet werden. Bezüglich Fig. 19.5:
Betrachten wir drei Elementarfelder mit den durchschnittlichen Abmessungen a, b und c.
Der Kopf, der in Feld a verloren ist, ist ∆H 1, und der Kopf in Feld h ist ∆H 2 .
Die Entladung durch denselben Strömungskanal ist immer gleich. Es sei ∆q 1 pro Längeneinheit des Damms.
Aus den Ableitungen (1) und (2) können zwei Schlüsse für ein Flownet mit quadratischen Elementarfeldern gezogen werden.
(i) Das potentielle Abfallintervall zwischen aufeinanderfolgenden Äquipotentiallinien ist das gleiche. Wenn also der gesamte Sickerungskopf H ist und "Np" -Potentialabfälle auftreten, ist das Potentialabfallintervall konstant und ist gleich H / Np = ∆H.
(ii) Die Versickerung durch alle Strömungskanäle ist gleich.
Gesamtabsickerung q = ∑K. H / N p
Oder = K. HN f / N p
wobei N f die Gesamtzahl der Strömungskanäle ist.
Jetzt ist die gesamte Versickerung unterhalb des Damms (Q) = K. HN f / N p
wobei L die Länge des Damms ist.
