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

21 Kapilláris vízmozgás

22 Kapilláris emelkedés

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

24 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

25 Termoozmózis talajfagyás

26 A talajhőmérséklet változásai

27 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

28 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