Vízmozgások és hatásaik a talajban

Az előadások a következő témára: "Vízmozgások és hatásaik a talajban"— Előadás másolata:

1 Vízmozgások és hatásaik a talajban

2 Gyakorlati szivárgási feladatok megoldása

3 Meghatározandó adatok, következmények
Vízszintek és víznyomások Vízhozamok Az áramlási erő hatásai

4 Alkalmazható modellek
Egydimenziós áramlás Síkbeli áramlás Tengelyszimmetrikus áramlás Térbeli általános modellek

5 Megoldási módszerek Áramképszerkesztés Hagyományos közelítő számítások
(Dupuit, Thieme, Forcheimer) Számítógépes (véges elemes) modellezés

6 Egydimenziós áramlási modell alkalmazása

7 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)

8 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

9 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

10 Egydimenziós áramlás rétegzett talajban a réteghatárral szöget bezáró irányba

11 Síkbeli áramlási modell alkalmazásai

12 Síkbeli vízmozgás áramképe
zN

13

14

15 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

16 Tengelyszimmetrikus áramlási modell alkalmazása

17 Tengelyszimmetrikus áramlás Dupuit szerint
Vízhozam Depressziós görbe

18 Áramlás modellezése véges elemes programokkal

19

20 Kapilláris vízmozgás

21 Kapilláris emelkedés

22 A kapilláris emelkedés nagysága és időbeli alakulása
Mértékegységek hk és dh [m] k [m/s ] t [s]

23 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

24 Termoozmózis talajfagyás

25 A talajhőmérséklet változásai

26 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

27 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