Theorie van de Bloemenmelodieën door de grond - Uitgelegd!

Lees dit artikel om meer te weten te komen over de theorie van de stroomnetten door de bodem.

Stuwen die zijn ontworpen en gebouwd op basis van de theorie van Bligh, faalden ook vanwege ondermijning van de ondergrond. Dientengevolge werd het essentieel geacht om het probleem van stuwen op de permeabele funderingen uitvoeriger te bestuderen. Theorie van de stroombanen biedt een opmerkelijke oplossing voor het probleem.

In het kort is de theorie als volgt:

De stroom door de bodem wordt grotendeels bepaald door de wet van Darcy. Het zegt dat

De vergelijking vertegenwoordigt twee reeksen curven. Ze snijden elkaar orthogonaal. Eén reeks curven wordt stroomlijnen genoemd. Ze geven het pad aan dat wordt gevolgd door het kwelwater. Andere reeks krommen worden equipotentiaallijnen genoemd. Het zijn de lijnen die punten van gelijke potentie samenbrengen. Het flownet kan grafisch worden geconstrueerd voor de meeste hydraulische constructies met behulp van de trial and error-methode.

De methode bestaat uit de volgende stappen:

(a) Teken een dwarsdoorsnede door een doorlatende laag en een hydraulische structuur;

(b) Maak eerst een proef om een ​​flownet te bouwen;

(c) Voer een tweede proefaanpassing uit van geconstrueerd flownet.

Indien nodig kunnen meer proeven worden gedaan om het flownet uiteindelijk te tekenen.

De procedure kan levendig worden begrepen met behulp van Fig. 19.5. Het stroomopwaartse grondoppervlak vertegenwoordigt één equipotentielijn, omdat alle punten van het oppervlak onder dezelfde hoogte liggen. Op dezelfde manier vertegenwoordigt het stroomafwaartse grondoppervlak een andere equipotentiaallijn omdat alle punten zich onder dezelfde hoogte bevinden.

Laat de kop van het water opgeslagen door de dam H is dan stroomopwaarts het grondoppervlak staat voor equipotentiale lijn met 100% kop. Totale kop wordt verloren tegen de tijd dat het stroomafwaarts eindigt. Het natuurlijk stroomafwaartse grondoppervlak vertegenwoordigt de equipotentiaallijn met nulhoofd.

De basis van de dam en de zijkant van de afgesneden stapel vertegenwoordigt de eerste stroomlijn of stroomlijn. Het is het eerste gewricht waardoor water doorsijpelt zoals correct is aangegeven in de theorie van Bligh. In het geval dat er een ondoordringbare laag in de fundering bestaat, is het duidelijk de laatste stroomlijn. Aldus wordt eenvoudig door het tekenen van een dwarsdoorsnede van de hydraulische structuur de vorm van de extreme stroomlijnen en equipotentiaallijnen vastgesteld.

Nu kunnen alle tussentijdse stroomlijnen en equipotentiale lijnen grafisch worden getekend met behulp van de trial and error-methode met behulp van de volgende eigenschappen van de curven:

ik. De vorm van de opeenvolgende stroomlijnen vertegenwoordigt een geleidelijke overgang van de ene naar de andere.

ii. De stroomlijnen en de equipotentiaallijnen moeten elkaar in een rechte hoek kruisen.

iii. De stroomlijnen moeten respectievelijk stroomopwaarts en stroomafwaarts beginnen en eindigen in een rechte hoek ten opzichte van het grondoppervlak.

iv. Als er geen ondoordringbare laag bestaat, neemt de stroomlijn geleidelijk half-elliptisch aan.

v. De equipotentiaallijnen moeten respectievelijk haaks beginnen en eindigen op de eerste en laatste stroomlijn.

vi. Elk vierkant verkregen door kruising van stroomlijnen en equipotentiaallijnen wordt een veld genoemd.

vii. Als de curves correct zijn getekend, kan in elk veld een cirkel worden getrokken die alle vier de zijden van het veld raakt.

Het stroomnet kan worden geconstrueerd met ontelbare curven. Voor praktische doeleinden moet het flownet echter bestaan ​​uit een beperkt aantal curven zoals weergegeven in figuur 19.5. Elk veld is perfect een elementair vierkant.

De hoeveelheid kwel kan worden berekend met behulp van het flownet. Verwijzend naar Fig. 19.5:

Laten we drie elementaire velden beschouwen met de gemiddelde dimensies a, b en c.

Laat kop verloren in veld a is ΔH 1 en kop verloren in veld h is ΔH 2 .

Afvoer door hetzelfde stroomkanaal is altijd hetzelfde. Laat het Δq 1 per lengte-eenheid van de dam zijn.

Uit de afleidingen (1) en (2) kunnen twee conclusies getrokken worden voor een flownet met elementaire vierkante velden.

(i) Het potentiaalverliesinterval tussen opeenvolgende equipotentiaallijnen is hetzelfde. Dus als de totale kwelweg H is en als er 'N p ' potentiaaldalingen zijn, dan is het potentiaaldruppelinterval constant en gelijk aan H / N p = ΔH.

(ii) De lekkage door alle stromingskanalen is hetzelfde.

Totale lekkage ontlading q = ΣK. H / N p

Of = K. HN f / N p

waarbij N f het totale aantal stroomkanalen is.

Nu is de totale lekkage onder de dam (Q) = K. HN f / N p

waar L de lengte van de dam is.