Costruzioni Idrauliche - Filtrazione, sifonamento e piping

Parliamo ora di un problema assai grave: il moto di filtraz sotto la briglia.

Prima, però, è necessario determinare le azioni meccaniche del moto di filtraz sul mezzo poroso.

Consideriamo il tubo di flusso delimitato dalle linee di flusso 1-2 e 3-4 (distanti da loro _{Δι) e dalle linee equipotenz 4-3 e 2-4 (distanti da lo.}

• Ebbene, vogliamo determinare Ι_s e Ι_τ

Dove: Ι_s = Azione meccanica (per unità di volume solido) nella diebz del moto.

Ι_τ = Azione meccanica (per unità di volume solido) nella diebz I al moto.

Ovvero:

Premessa:

• n = porosità del mezzo
• ρ = porosità del fluido
• p = pressione
• φ = inclinaz della dirz s

1) EQUILIBRIO DELLA FORZE NELLA DIREZ s:

• PESO DEL FLUIDO (spinta di galleggiamento)
• GRADIENTE DI PRESS
• SPINTA DI FILTRAZIONE

Dunque: Pw sen φ - Δp Δx g_sV_s = 0

Dove: Pw = pg n d_sdτ - ^{M_wg ⋅ V_w}/_VwV ⋅ Pw

V_s = (1-n) dτ d_s = ^V-V_w/_V ⋅ V = V_s

Δpg n d_sdτ sen φ - Δp/_x/ g_s(1-n)dσ/_ds 0

pg n d_s senφ - Δp/_x = g_s(1-n)dσ/_ds = 0

g_s = ¹/_pg(n senφ - ^Δp/_xs/_pg)

Fenomeno del Piping

Dall’esperienza, si ha che la resistenza all’asportaz di materiale è più basso nel contatto fra la base della briglia e il terreno che non in altre zone.

Questo perché maggiore è il percorso del flusso, minore è il grad. idraulico e quindi la capacità di asportaz del materiale.

Es

Qui le linee di flusso sono più fitte perché il moto è compresso in un’area più piccola. ↑v ↑ potere erosivo.

Ora, se il materiale viene asportato, i vuoti aumentano fino a diventare voragini.

Il percorso è diviso in zone vertic e zone orizzont.

h Lv = ΣLvi Lo = ΣLoi