filtr1
Rozdział VIII
RUCH WÓD GRUNTOWYCH § 46. Podstawy ogólne
Ruch wód gruntowych jest szczególnym przypadkiem przepływu cieczy przez ośrodek porowaty lub inaczej mówiąc filtracji cieczy. Rozpatrujemy ruch wód gruntowych dlatego, że w technice budowlanej najczęściej mamy do czynienia z przepływem wody przez grunt złożony z poszczególnych ziarnek. Z ruchem takim spotykamy się w7 naturalnych pokładach gruntu oraz przy przepływie poprzez wTarstwy gruntu ułożone sztucznie, np. groble, filtry itp.
Woda zawarta w gruncie występuje pod różnymi postaciami (wody higros-kopijnej, kapilarnej itp.). Jeżeli woda wypełnia wszystkie pory gruntu, to przy odpowiednich wielkościach porów część jej może się poruszać pod wpływem siły ciężkości. W naszym kursie będziemy się zajmować tylko taką wadą.
Jak zaznaczyliśmy przy omawianiu rodzajów ruchu, w przeważającej liczbie przypadków7 ruch wTody w gruncie jest ruchem laminarnym (regularnym). Wyjątek stanowi ruch wady przepływającej przez warstwy gru-hopo żwiru, otoczaków7 czy kamieni. W dalszych rozważaniach będziemy traktowali ruch wody gruntowaj wyłącznie jako ruch laminarny.
Przy ruchu wód gruntowych odróżniamy również ruch strumieni o swobodnym zwierciadle i ruch pod ciśnieniem.
Zupełnie zrozumiałe, że woda przepływająca walnymi przestrzeniami między poszczególnymi ziarnami gruntu płynie zawiłymi drogami, a wr dodał ku tak, jakby przepływała w7 przewadach o nieregularnych kształtach. Si i: lo ujęcie takiego ruchu jest niemożliwa chociażby z tego. powadu, że nie potrafimy dokładnie określić położenia każdego ziarnka gruntu. Toteż musimy uciekać się do pewmych uproszczeń. Mówiąc o kierunku ruchu będziemy mieli na myśli przeciętny wypadkowy kierunek, np. przy przepływne wady wzdłuż prostej rury wypełnionej piaskiem będzie to kierunek rówrno lepi) do osi tury, aczkolwiek kierunki ruchu poszczególnych cząstek wady, dzięki zawiłym drogom przepływu, nie będą się pokrywały z tym kierun Idem, Rzeczywistą prędkość strumienia możemy traktować jako średnią wartość składowych prędkości w kierunku ruchu. Operowanie rzeczywistą
prędkością, nawet tą średnią w .przekroju, nie jest wygodne w obliczeniach, zauważmy bowiem, że woda przepływa jedynie przez wolne przestrzenie między ziarnkami gruntu, a więc ścisłe określenie pola przekroju, przez który odbywa się przepływ, bynajmniej nie jest łatwe. O wiele wygód niej jest posługiwać się tak zwaną prędkością filtracji, którą określamy jako Q
^'fiitr= — , gdzie przez A oznaczamy pełny przekrój strumienia wody A
gruntowej wraz z polami zajętymi przez ziarnka piasku. Inaczej mówiąc, prędkość filtracji jest to laka prędkość średnia, która by panowała, gdyby woda płynęła pełnym przekrojem, a nie tylko wolnymi przestrzeniami między ziarnami, a wydatek Q był równy rzeczywistemu. Prędkość filtrac ji jest mniejsza od rzeczywistej.
Ponieważ zarówno składowe prędkości w rozpatrywanym kierunku, jak i prędkość filtracji będą proporcjonalne do istotnych prędkości poruszają cych się cząstek (ściślej mówiąc do wartości przeciętnych w przypadku przekroju o dużej liczbie kanalików między ziarnkami), przeto będziemy mogli stosować ogólne zasady ruchu laminarnego pod tym warunkiem, że różnice między obrazem rzeczywistym a rozpatrywaną przez nas fikcją ukryte będą we współczynnikach proporcjonalności.
Dla określenia porowatości gruntu wyprowadzimy pojęcia: współczynnika porowatości przestrzennej p, czyli stosunku objętości welnych przestrzeni do objętości przestrzeni zajętej przez grunt oraz współczynnika porowatości powierzchniowej <p, czyli stosunku pola welnych przestrzeni między cząstecz kami gruntu do całkowitego pola rozpatrywanego przekroju przez grunt.
Wiemy, że przy ruchu laminarnym opory są proporcjonalne do prędkości w pierwszej potędze. Korzystając, jak poprzednio, z pojęcia spadku linii ciśnień (lub spadku powierzchni swnbodnego zwierciadła) /, będziemy mogli napisać zależność w postaci
vrzecz — k %
współczynnik k' zależy od rodzaju gruntu i lepkości cieczy, vrzecz — średnia prędkość rzeczywista.
Ponieważ w?oda nie płynie pełnym przekrojem, lecz tylko przez przekrój swobpdny między cząsteczkami, przeto dla określenia prędkości filtracji musielibyśmy napisać wzór z uwzględnieniem porowatości powierzchnio wej, mianowicie:
v = cpk’ I lub
v = kl, (141)
gdzie v oznacza prędkość filtracji.
Jest to wzór ustalony doświadczalnio przez Darey i znany pod jogo na z wiskiem.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
fizyka 7 1 . Mechanika 1. MECHANIKA1.2. RUCH P@ OKRĘGU Ruch po okręgu jest szczególnym przypadkiem r
skrypt wzory i prawa z objasnieniami13 24Ruch po okręgu ■ Ruch fx> okręgu jest szczególnym przypa
0929DRUK00001780 468 ROZDZIAŁ VIII, UST. 102 świata i prawdziwą równonoc epoki f, to kąt P GG =/ je
Podstawy obr ub Podstawy obróbki ubytkowej Obróbka ubytkowa jest szczególnie przydatna do kształtow
Część I - podstawowe informacje o EMAS ■ Jak to jest realizowane? W przypadku systemów zarządzania
rozdział 1 (16) 46 Podstawy marketingu nieskuteczne, powodują zbędne koszty, a dod
Zdjęcie1247 220 Rozdział VIII. Dziecięce^ pijanie w izłoAr maga zintegrowania podstawowych aktywnośc
DSC06889 Rozdział VIII OSOBOWOŚĆ DZIECKA, JEJ PODSTAWOWE SKŁADNIKI I KSZTAŁTOWANIE ICH W RODZINIE KS
Hydrogeologia z podstawami geologii wód. W rozdziale III - Dynamika wód podziemnych - dodano nowy po
CCF20091008 122 Rozdział XXVCHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH TYPÓW GRUNTÓW1. Wprowadzenie Podstawę inżynier
Rozdział 2Fizyczne podstawy meteorologii. Ogólne wiadomości o ziemi2.1. Budowa i ruch Ziemi Ziemia j
więcej podobnych podstron