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 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. Shvi = hv Közelítés ha ki = kmin1 << kmin2 akkor hvi=hv Q=A.ki.hv/Li
Egydimenziós áramlás rétegzett talajban a rétegződéssel párhuzamosan Is = hv / L = const. Vi = ki . Hv / L közelítés ha ki = kmax1 >> kmax2 akkor Q = Qi = si . ki. Hv / L
Egydimenziós áramlás rétegzett talajban a réteghatárral szöget bezáró irányba
Síkbeli áramlási modell alkalmazásai
Síkbeli vízmozgás áramképe zN
Síkbeli áramlás számítása Dupuit szerint 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 / dx Feltételi egyenlet q = A . Vs = h . k . I = h . k . dh / dx = q = const. Általános megoldás q . X = k . H2 / 2 + C Vízhozam Depressziós görbe
Tengelyszimmetrikus áramlási modell alkalmazása
Tengelyszimmetrikus áramlás Dupuit szerint Vízhozam Depressziós görbe
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 m homok 0,3…0,8 m homokliszt 1,0…2,0 m iszap 2,0…5,0 m agyag 5,0…100 m
Termoozmózis talajfagyás
A talajhőmérséklet változásai
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