Théorie des flownets à travers les sols - expliquée!
Lisez cet article pour en savoir plus sur la théorie des cheminées dans les sols.
Les barrages conçus et construits sur la base de la théorie de Bligh ont également échoué en raison de la dégradation du sous-sol. En conséquence, il a été jugé essentiel d’étudier plus en détail le problème des barrages sur les fondations perméables. La théorie des volées apporte une solution remarquable au problème.
En bref, la théorie est la suivante:
L'écoulement à travers les sols est régi principalement par la loi Darcy'g. Il déclare que
L'équation représente deux ensembles de courbes. Ils se coupent orthogonalement. Un ensemble de courbes est appelé lignes de flux. Ils indiquent le chemin suivi par les eaux d'infiltration. Les autres ensembles de courbes sont appelés lignes équipotentielles. Ce sont les lignes qui joignent des points de potentiel égal. Le flyet peut être construit de manière pratique pour la plupart des structures hydrauliques graphiquement par une méthode d'essai et d'erreur.
La méthode comprend les étapes suivantes:
(a) Tracez une coupe transversale à travers une couche perméable et une structure hydraulique;
(b) faire un premier essai pour construire une fusée;
(c) Effectuer un deuxième ajustement d'essai du flotteur construit.
Si nécessaire, plusieurs essais peuvent être nécessaires pour finalement tirer le survol.
La procédure peut être parfaitement comprise à l'aide de la figure 19.5. La surface au sol en amont représente une ligne équipotentielle puisque tous les points de la surface sont sous la même tête. De même, la surface du sol en aval représente une autre ligne équipotentielle puisque tous les points sont sous la même tête.
Soit H la tête d’eau emmagasinée par le barrage. La surface du sol en amont représente la ligne équipotentielle à 100% de la tête. La tête totale est perdue au moment où elle atteint l'extrémité aval. Naturellement, la surface au sol en aval représente la ligne équipotentielle à hauteur zéro.
La base du barrage et le côté de la pile de coupe représentent la première ligne de courant ou la première ligne de flux. C'est le premier joint par lequel l'eau pénètre, comme le souligne correctement la théorie de Bligh. Dans le cas où il existe une couche imperméable dans la fondation, cela représente évidemment la dernière ligne de courant. Ainsi, il suffit de tracer une coupe transversale de la structure hydraulique pour déterminer la forme des lignes de courant extrêmes et des lignes équipotentielles.
Désormais, toutes les lignes de courant et les lignes équipotentielles intermédiaires peuvent être tracées graphiquement à l'aide de la méthode essais et erreurs à l'aide des propriétés suivantes des courbes:
je. La forme des lignes d’écoulement successives représente une transition progressive de l’une à l’autre.
ii. Les lignes de flux et les lignes équipotentielles doivent se croiser à angle droit.
iii. Les lignes d'écoulement doivent commencer et se terminer perpendiculairement à la surface du sol en amont et en aval, respectivement.
iv. S'il n'existe pas de couche imperméable, la ligne de flux adopte progressivement une forme semi-elliptique.
v. Les lignes équipotentielles doivent commencer et se terminer perpendiculairement aux première et dernière lignes d'écoulement, respectivement.
vi. Chaque carré obtenu par l'intersection de lignes de flux et de lignes équipotentielles est appelé un champ.
vii. Si les courbes sont bien dessinées, un cercle peut être dessiné dans chaque champ qui touche les quatre côtés du champ.
Le flyet peut être construit avec d'innombrables courbes. Toutefois, pour des raisons pratiques, le survol doit comporter un nombre limité de courbes, comme indiqué à la Fig. 19.5. Chaque champ est parfaitement un carré élémentaire.
La quantité d'infiltration peut être calculée en utilisant le flownet. En se référant à la Fig. 19.5:
Considérons trois champs élémentaires de dimensions moyennes a, b et c.
Laissez la tête perdue dans le champ a est ∆H 1 et la tête perdue dans le champ h est ∆H 2 .
Les rejets passant par le même canal sont toujours les mêmes. Soit 1 per par unité de longueur du barrage.
À partir des dérivations (1) et (2), deux déductions peuvent être tirées pour un tableau de bord avec des champs carrés élémentaires.
(i) L’intervalle de chute de potentiel entre les lignes équipotentielles successives est le même. Ainsi, si la tête d'infiltration totale est H et s'il y a 'N p ' de potentiel baisse alors l'intervalle de baisse de potentiel est constant et est égal à H / N p = = H.
(ii) L'écoulement d'infiltration à travers tous les canaux d'écoulement est le même.
Total des rejets d'infiltration q = ∑K. H / N p
Ou = K. HN f / N p
où N f est le nombre total de canaux d'écoulement.
Maintenant, le total des écoulements d'infiltration sous le barrage (Q) = K. HN f / N p
où L est la longueur du barrage.
