Vízmozgások típusai és

hatásaik a talajban

Vízmozgások fajtái

• Gravítáció• Kapillaritás• Thermoozmózis• Elektroozmózis• A szemcsék szívóhatása (suction)• Terhelés okozta vízmozgás

Talajbeli vízmozgások káros következményei

• Víztartalomnövekedés okozta szilárdságcsökkenés, duzzadás, összenyomódás, roskadás

• víztartalomcsökkenés okozta zsugorodás• vízmozgás okozta szemcsemozgás, kimosódás• munkatérbe, föld alatti térbe áramló víz miatti

használatvesztés• víz okozta korrózió, épületnedvesedés

Hidraulikai alapok

A hidraulikai területei

• Hidrostatika• Folyadékok kinematikája• Hidrodinamika

Hidrosztatika• Newton a viszkozitásról

(dv/dl)• Euler a víznyomásról

p=po+ h·v ·g• Archimédesz a felhajtóerőről

Ff=V·v ·g• Pascal a víznyommás terjedéséről

p=pk+ h·v ·g

Folyadékok kinematikája• Permanencia egy szelvényben

Q=const. A=const. vk=Q/A=const.• Kontinuitás egy áramlási szakaszon

Q=A·vk=A1·v1=A2·v2=const.• Lamináris-turbulens áramlás Reynolds• Áramvonal• Áramlási típusok

Egydimenziós vízmozgás

Síkbeli áramlás

Tengelyszimmetrikus vízmozgás

Hidrodinamika

• Bernoulli törvénye • Reynolds

Bernoulli törvénye

L z2

1

2v gp

v1

vhv

2v22g

21

1

H

viszonyítósík 2

áramvonal

vonalnyomás v. piezometrikus

energiavonalh

E2

z

gp

2gv

E1H

Reynolds törvénye

hidraulikus gradiens I

közé

pseb

essé

g

vk

m/s

laminárisVk=C1.I

turbulensVk=C2.I0,5

A talajbeli vízmozgás alaptörvényei

Darcy kísérlete

Darcy törvénye

vs=k·(Is-I0)

A talajok hidraulikai paramétereinek jellemző értékeitalajfajta

áteresztőképességk m/s

I0 küszöbgradiens

Ih határgradiens

homokoskavics 10-3.....10-4 0 1

hlisztesiszap 10-5.....10-6 0,2 10

közepesagyag 10-8.....10-9 0,8 100

vs=k.(Is-I0)

vs=k.Is

Áteresztőképesség meghatározása

• Laboratóriumban• Terepen• Közelítő eljárásokkal

Áramlási erő• Nagysága

Á=V.Is.v.g• Iránya

az áramvonal érintője=a sebességvektor• Eredete

víznyomások eredője - a felhajtóerő• Hatásai

szuffóziószemcseváz megbomlásahidraulikus talajtörés

Hidraulikus talajtörés

esetei

Buzgárfogás Győrben a 2002 évi árvízkor

Szivárgási feladatok megoldása

Meghatározandó adatok

• Vízszintek és víznyomások

• Vízhozamok

• Az áramlási erő hatásai

Megoldási módszerrek

• Áramképszerkesztés

• Hagyományos közelítő számítások (Dupuit)

• Számítógépes (véges elemes) modellezés

Síkbeli vízmozgás áramképe

Kapilláris vízmozgás

Kapilláris emelkedés

0

50

100

150

200

0 2 4 6

idő t nap

emel

kedé

s z

cm

homok

iszap

agyag

Termoozmózistalajfagyás

A talajhőmérséklet változásai

0

1

2

3

4

5

-10 0 10 20 30

talajhőmérséklet °C

mél

ység

m

nyári délután

nyári hajnal

téli éjszaka

téli meleg nap

gyors téli lehűlés

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