Redes Filtracion
16
Métodos gráficos. Metodología para dibujar una red de filtración: 1. Analizar primero las condiciones de contorno para localizar las líneas de flujo o equipotenciales como pto de partida: Condiciones de contorno: Cimiento de presas. equipotencial Φ línea de flujo Ψ EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIÓN Métodos gráficos. Metodología para dibujar una red de filtración: 15 6 15 4 m n H h n n e e t = = Δ = = H EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIÓN
description
Apuntes de mecanica de suelos.Son ejemplos de redes de infiltracion.Son esquemas sobre el drenaje en suelos y como se comporta el flujo en su interior
Transcript of Redes Filtracion
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
1. Analizar primero las condiciones de contorno para localizar las lneas de flujo o equipotenciales como pto de partida:
Condiciones de contorno: Cimiento de presas.
equipotencial
lnea de flujo
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
156
15
4
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
H
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
156
15
4
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
b
hakq
=
qnQ t =
e
t
n
nHkQba ==
H
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
Longitud
LongitudQQtotal =
H
e
t
n
nHkQba ==
qnQ t =
156
15
4
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
A BC D
z=0
w
BBB
w
AAA
uzh
uzh
+=
+=
H
156
15
4
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
A BC D
z=0
hhhhh
uzh
BAC
w
CCC
+==
+=
132
hhhhh
uzh
ABD
w
DDD
=+=
+=
132
H
156mnHh e ==
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
A BC D
z=0
( )( ) wDDD
wCCC
zhu
zhu
=
=
H
156mnHh e ==
FUERZA DE SUBPRESIN
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
a) Definir el nivel de agua en los piezomtricos situados en los ptos A, B y C.
b) Para el coef de permeabilidad k=0.01 mm/s determinar el caudal en m3/da.
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
a) Definir el nivel de agua en los piezomtricos situados en los ptos A, B y C.
H=10m
1210
12
5
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
mh
ptoA
5.7310 = mhptoB
84.5510 = mhptoC
5.7310 =
5.84m7.5m
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
1210
12
5
mnHh
n
n
e
e
t
===
=
H=10m
e
t
n
nHkQba ==qnQ t =( )1== a
b
hkAikq
b) Para el coef de permeabilidad k=0.01 mm/s determinar el caudal en m3/da.
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
( ) wiii zhu =
z=0
z=0
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
FUERZA DE SUBPRESIN
( ) wiii zhu =
z=0
12
10
=
=
e
e
n
nmh
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
=++=+
34.3100
67.1134.3210
h
mh
ptoD
FUERZA DE SUBPRESIN
( ) wiii zhu =
z=0
=++=+
34.390
84.1034.3310
h
mh
ptoE
12
10
=
=
e
e
n
nmh
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
=++=+
34.330
84.534.3910
h
mh
ptoH
FUERZA DE SUBPRESIN
( ) wiii zhu =
z=0
=++=+
67.15.30
84.1067.15.810
h
mh
ptoG
12
10
=
=
e
e
n
nmh
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
Clculo de caudal:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
-
Mtodos grficos. Metodologa para dibujar una red de filtracin:
Clculo de caudal: 4=tn8=en
en
Hh =
b
hakq
=
qnQ t =
e
t
n
nHkQba ==
Longitud
LongitudQQtotal =
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
Fuerza de filtracin:
Espesor de masa de suelo = 1ml
Equipotenciales: ef & gh.
Lneas de flujo: ab & cd.
Peso propio de la masa de suelo:
Fuerza hidrosttica (ef):
Fuerza hidrosttica (gh):
Equilibrio:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
( )( )( )( )( )( )( )( ) satsat
sat
LLL
EspesorAnchoLongitud
21 ==
LhF wef 1=
LhF wgh 2=
hhLsenh +=+21
LhsenLLhF wsatw 221 +=
LhsenLF w += '2
-
Fuerza de filtracin:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
LhsenLF w += '2
Peso unitario sumergido de suelo.
Fuerza de filtracin.
iL
h
mlL
Lh
ww
w
=
=
=
1
2
Fuerza de filtracin / volumen unitario de masa de suelo
FS sifonamiento:
Filtracin hacia arriba:
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
1.185.0
'
=
=
=
c
wc
c
i
i
ii
exit
c
ii
FS =
iexit gradiente mximo en salida.
lhiexit
=
43=FS
-
SIFONAMIENTO: FS
1)Gradiente hidrulico
2)Equilibrio de fuerzas
D
D/2
( )
e
eAreal
ww
wsatc
real
c
n
Hh
D
hni
i
i
iFS
=
=
=
=
=
'
A
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
hnh
hD
U
DDW
U
WFS
eAa
aw
=
=
=
=
2
'2
'
'
SIFONAMIENTO: FS
1)Gradiente hidrulico
2)Equilibrio de fuerzas
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
mlxDxD 12
-
SIFONAMIENTO: FS
1)Gradiente hidrulico
2)Equilibrio de fuerzas
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
DD
mlxDxD
< '012'
54
'
=
=
FS
DD
Weighted creep distance:
21
3
HH
LratiocreepWeighted
LL
L
w
v
h
w
=
+=
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
-
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN - ANISOTROPA
yx kk 6=
xyT kkxx =Txx
( )verticalescalakkhorizontalescala
xy=
=
6xxT =
-
EJEMPLOS: REDES DE FILTRACIN - ANISOTROPA
Una vez dibujada la red de flujo se deshace la transformacin (escala inicial) y la red resultante ser la que tenga lugar en realidad.
En este caso las lneas de flujo y las equipotenciales no son necesariamente ortogonales.
Caudal se deduce de la red transformada empleando una permeabilidad equivalente:
xye kkk =e
te
n
nHkq =
RED DE FILTRACIN: PRESA DE MATERIALES SUELTOS.
( )xxxz =00
24
Ecuacin de parbola:
Correccin de parbola:
(a) aguas arriba (grficamente).
(b) aguas abajo (analticamente).
z0
x0
CECD = 3.0
Pto D (xD, zD)
-
RED DE FILTRACIN: PRESA DE MATERIALES SUELTOS.
( )xxxz =00
24
Ecuacin de parbola:
Conociendo coordenadas para el pto D (xD, zD):
( )00
2
000
204 xbaxxxxxz DD =++=
z0
0
2
0
2
04 zxz =
Para valor x=0 se obtiene z0 de la ecuacin de parbola:
x0
RED DE FILTRACIN: PRESA DE MATERIALES SUELTOS.
Interseccin de ecuacin de parbola con ecuacin de la lnea aguas abajo (inclinacin
2H:1V) para obtener el pto F (xF,zF):
( )xxxz =00
24
Ecuacin de la lnea aguas abajo en este caso es de 2H:1V: xz = 5.0
( ) ( ) Fxbaxxxxxx =++= 045.0 2002
Parbola:
F
( )FFF xxxzx = 002 4
-
RED DE FILTRACIN: PRESA DE MATERIALES SUELTOS.
Longitud AF en base a coordenadas del pto F (xF,zF):
F
aazxAF FF +=+=22
