Teoria di Flownets Through Soils -Explained!
Leggi questo articolo per conoscere la teoria delle flotte attraverso i terreni.
Anche le reti progettate e costruite sulla base della teoria di Bligh sono fallite a causa di un indebolimento del sottosuolo. Di conseguenza è stato ritenuto essenziale studiare il problema degli sbarramenti sui fondamenti permeabili in modo più elaborato. La teoria dei flownets fornisce una soluzione notevole al problema.
In breve la teoria è la seguente:
Il flusso attraverso il suolo è governato principalmente dalla legge di Darcy. Lo afferma
L'equazione rappresenta due serie di curve. Si intersecano l'un l'altro ortogonalmente. Un insieme di curve è chiamato linee di flusso. Indicano il percorso seguito dall'acqua di infiltrazione. Altre serie di curve sono chiamate linee equipotenziali. Sono le linee che uniscono punti di uguale potenziale. Il flownet può essere costruito graficamente per la maggior parte delle strutture idrauliche mediante un metodo di prova ed errore.
Il metodo consiste nei seguenti passaggi:
(a) Disegna una sezione trasversale attraverso uno strato pervio e una struttura idraulica;
(b) Effettuare il primo processo per costruire un flownet;
(c) Effettuare un secondo aggiustamento di prova del flownet costruito.
Se necessario, possono essere intraprese più prove per disegnare il flownet alla fine.
La procedura può essere chiaramente compresa con l'aiuto di Fig. 19.5. La superficie terrestre a monte rappresenta una linea equipotenziale poiché tutti i punti della superficie sono sotto la stessa testa. Allo stesso modo la superficie del terreno a valle rappresenta un'altra linea equipotenziale poiché tutti i punti sono sotto la stessa testa.
Lasciare che la testa d'acqua immagazzinata dalla diga sia H Quindi la superficie a monte a monte rappresenta la linea equipotenziale con la testa al 100%. La testa totale viene persa dal momento in cui raggiunge la fine del downstream. La superficie del terreno naturalmente a valle rappresenta una linea equipotenziale con testa zero.
La base della diga e il lato della pila tagliata rappresentano la prima linea di flusso o la linea di flusso. È la prima articolazione attraverso cui l'acqua penetra correttamente nella teoria di Bligh. Nel caso esista uno strato impermeabile nella fondazione esso rappresenta ovviamente l'ultima linea di corrente. Pertanto, semplicemente disegnando una sezione trasversale della struttura idraulica, viene accertata la forma delle linee di flusso estreme e delle linee equipotenziali.
Ora tutte le linee di flusso intermedie e le linee equipotenziali possono essere disegnate graficamente per metodo di prova ed errore con l'aiuto delle seguenti proprietà delle curve:
io. La forma delle linee di flusso successive rappresenta una transizione graduale dall'una all'altra.
ii. Le linee di flusso e le linee equipotenziali devono intersecarsi tra loro ad angolo retto.
iii. Le linee di flusso devono iniziare e finire perpendicolarmente alla superficie del terreno a monte e a valle rispettivamente.
iv. Se non esiste uno strato impermeabile, la linea di flusso adotta gradualmente semiellittica.
v. Le linee equipotenziali devono iniziare e terminare ad angolo retto rispettivamente con la prima e l'ultima linea di flusso.
VI. Ogni quadrato ottenuto dall'intersezione di linee di flusso e linee equipotenziali è chiamato campo.
vii. Se le curve sono disegnate correttamente, è possibile tracciare un cerchio in ogni campo che tocca tutti e quattro i lati del campo.
Il flownet può essere costruito con innumerevoli curve. Tuttavia, per scopi pratici, il flownet dovrebbe consistere in un numero limitato di curve come mostrato in Fig. 19.5. Ogni campo è perfettamente un quadrato elementare.
La quantità di infiltrazioni può essere calcolata facendo uso del flownet. Riferendosi Fig. 19.5:
Consideriamo tre campi elementari con dimensioni medie a, b e c.
Lascia perdere la testa nel campo a è ΔH 1 e la testa persa nel campo h è ΔH 2 .
Lo scarico che passa attraverso lo stesso canale di flusso è sempre lo stesso. Lascia che sia Δq 1 per unità di lunghezza della diga.
Dalle derivazioni (1) e (2) si possono trarre due inferenze per un flownet con campi quadrati elementari.
(i) Il potenziale intervallo di caduta tra le successive linee equipotenziali è lo stesso. Quindi se la testa di infiltrazione totale è H e se ci sono potenzialità 'N p ' calano allora l'intervallo di caduta potenziale è costante ed è uguale a H / N p = ΔH.
(ii) Lo scarico delle infiltrazioni attraverso tutti i canali di flusso è lo stesso.
Scarico totale delle infiltrazioni q = ΣK. H / N p
O = K. HN f / N p
dove N f è il numero totale di canali di flusso.
Ora scarico totale delle infiltrazioni sotto la diga (Q) = K. HN f / N p
dove L è la lunghezza della diga.
