ze względu na przesigkanie wody pod fundamentami
B. Metoda analogii
S ia tk ę h yd ro d yn a m iczn ą m ożem y w yznaczyć p rz y po m o cy badań na m odelu drogą la b o ra to ry j
ną, Je śli m odel b u d o w li w odnej w ra z ze ś ro d o w i
skiem filtra c y jn y m u m ie ścim y m ię d zy p rz e z ro c z y s ty m i ścia n ka m i i za p e w n im y u s ta lo n y ru ch w o d y dostat.eczrre p o w o ln y — w gruncie p o d budow lą, to p rze z w puszczanie za b a rw io n ych p ły n ó w do g ru n tu od s tro n y górnej w o d y o trz y m a m y z a b a r
w ione pasm a w gruncie pod b u d o w lą ,. ilu s tru ją c e przebieg lin ii p rą d u . ,Na te j p o d s ta w ie m ożem y w yzn a czyć sia tk ę h y d ro d y n a m ic z n ą dla m odelu i p rz y odp o w ie d n io u sta lo n ych w s p ó łczyn n ika ch m o d e lo w ych w yzn a cza m y ta k ą ż siatkę d la w ła ś c i
w ej b u d o w li18).
In n y sposób w yznaczenia s ia tk i je st o p a rty na ana lo g ii zachodzącej m ię d zy zja w is k a m i u sta lo n e go ru c h u w o d y w gruncie a z ja w is k a m i rozchodze
n ia się ciepła, p rą d u e le ktryczn e g o i z ja w is k a m i e le k tro s ta ty k i. Te z ja w is k a m ate m a tyczn ie u jm o w ane są ró w n a n ie m L a p la c e ‘a, Poszczególne czyn n ik i ty c h z ja w is k w chodzące do tego ró w n a n ia w y ra ż a ją się analog icznym i fu n k c ja m i, ta k że obraz ty c h fu n k c ji jest podobny. Stosow anie a nalog ii je d n ych z ja w is k do d ru g ich p o zw a la na ro z w ią z y w anie zagadn:'en,ia ru c h u w o d y w gruncie w spo
sób stosunkow o p ro s ty i ła tw y do p rz e p ro w a d z e nia. T a b e la I 19) p rz e d s ta w ia analogię m ię d zy r u chem w ód w gruncie a rozchodzeniem się ciepła i p rą d u e le k try c z n e g o oraz e le k tro s ta ty k ą .
Z e ksp e rym e n ta ln ych m etod, o p a rty c h na ana
lo g ii fz y c z n y c h zja w isk, ro z p a trz y m y m etodę e le k tro d y n a m ic z n y c h a n a lo g ii2I)). Polega ona na tym , że ro zw ią za n ie ró w n a n ia L a p la c e a i będzie d o ty czyło p ew nej fu n k c ji, k tó ra w w y p a d k u ru c h u w o d y w g runcie jest p o te n cja łe m p rę d ko ści, zaś w w y . p a d k u badan;a p rą d u e le k try c z n e g o jest e le k try c z nym p o te n cja łe m (napięcie V — por. ta b e lę I).
R ozw iązanie ró w n a n ia L a p la c e ‘a dla p rą d u e le k trycznego p rz y is tn ie n iu g ranicznych w a ru n k ó w będzie ro zw ią za n ie m ró w n a n ia ru ch u w o d y w gruncie. W a ru n k i graniczne muszą sobie odp o w iadać w obu w yp a d ka ch , a m ia n o w ic ie : w a ru n k o w i <J> = const, na g ra n ic y w y k lin ia n ia się w o dy i na sw obodnej p o w ie rz c h n i o d pow ia da stałość e le k try c z n e g o p o te n c ja łu na o d p o w ie d n ie j g ra n icy k o n tu ru w polu p rą d u e le ktryczn e g o ; w a ru n k o w i zależności:
Y Y a
gdzie: p — ciśnienie w badanym p u n kcie , p a —- ciśnienie na swobodnej p o w ie rzch n i
w ody,
H — odległość swob. p ow . w o d y od dna, z — odległość badanego p u n k tu od dna, Y — ciężar w ła ś c iw y w ody,
na g ra n ic y g ru n tu i w o d y (dno k o ry ta lu b granica w a rs tw y nieprzepuszczalnej) p rz y założeniu, że p rę d k o ś c i f iltr a c ji są dostatecznie m ałe — odpo
w ia d a lit r o w y ro z k ła d e le ktryczn e g o p o te n c ja łu
„ . .
i w k o ń c u w a ru n k o w i ; r _ — O na g ra n icy n ie p rze - puszczalności i na swobodnej p o w ie rz c h n i
odpo-T a b e la I.
Ustalony ruch wody
w gruncie Ustalony ruch ciepła Prąd elektryczny E lektrostatyka
Ciśnienie H (potencjał
prędkości) Temperatura Napięcie (woltaż. po
tencjał)
Elektrostatyczny potencjał
Spółczynnik filtra c ji Spółcz. przewodnictwa cieplnego
Spółcz. przewodnictwa
elektr. Stała dielektryczna
Wektor prędkości (pra.
wo Darcy)
Wektor cieplnego prądu (prawo F o u rie ra )
W ektor prądu (prawo Ohim‘a)
Dielektryczne przeno
szenie (prawo M axw ell‘ą) Powierzchnia jednako
wego ciśnienia H = constans ; ekwipotencjalna powierzchnia rP = const,
Powierzchnia izoterm iez, na t = const.
Ekwipotencjalna po
wierzchnia V » const.
Ekwipotencjalna po
wierzchnia ' P — const.
dranica nieprzepuszczal.
na lub linia prądu
~ = 0
<)n
Powierzchnia izolacyjna lub linia prądu
cieplnego
= 0
<)n
Swobodna lub izolowana powierzchnia, wiązka al-
bó linia prądu -— = 0
in
W iązka albo linia sił ()■?>
= 0 in
w ia d a izo la cja na o d p o w ie d n ie j części k o n tu ru p o la i«) Por. Prof. dr K . Pomianowski, protf. ¡M. Rybezyń. e le ktryczn e g o . Zachow anie geom etrycznego p o d o - ski, doc. dr K . Wóycicki — Hydrologia — część I I , Wody
gruntowe, str. 288.
l9) J a k pod odn. 2 — str. 309. no) J a k pod odn. 2 — str. 309 — 313.
b ie ń stw a na w y m ie n io n y c h granicach p ozw ala na poznanie w a ru n k ó w filtr a c ji drogą zbadan ia geo
m e try c z n ie podo b n ych m odeli p rz e s trz e n i p rz e w odzącej e le k try c z n o ś ć 21).
W e ź m y w y p a d e k p rz e d s ta w io n y na rys. 15 a i b 22).
B u d o w lę m o d e lu je m y w te n sposób, aby p rz e strze ń p rz e sią ka n ia b y ła zastąpiona śro d o w iskie m p rze w o d zą cym e le k try c z n o ś ć a k o n tu ry n e p rz e - puszczalne b y ły d ie le k try k ie m . Z p ły t k i — p rze w o d n ik a (np. staniolu) w y c in a m y w p rz y ję te j s k a li d o ln y k o n tu r b u d o w li (rys. 15 a i b) i na k o n tu ra c h
poszczególnych gałęzi schem atu będzie is tn ia ła następująca zależność:
---- ----4_
* 3 *
¿¿J"* ó i i _____
a
Rys. 15.
C j i C2 w łą c z a m y p o te n c ja ły e le k try c z n e V x i V 2. R ó ż n c a p o te n c ja łó w E — V i — Va będzie odpow ia dać na zasadzie a n a lo g ii ró ż n ic y p a rc ia H = H x — H 2 i w ro z p a try w a n y m w y p a d k u prąd e le k try c z n y będzie p rz e p ły w a ł od k o n tu ru C i do k o n tu ru C- po ty c h drogach ja k i w oda. R ozło że nie lin ;i e k w ip o te n c ja ln y c h nie za le ży ani od spół- c z y n n ik a f iltr a c ji (sp ó łczyn n ika p rz e w o d n ic tw a e le ktryczn e g o ) ani od absolutnego znaczenia ciśnie
nia H (ró żn icy p o te n c ja łó w e le k try c z n y c h E)\ za
le ż y t y lk o od k s z ta łtu p rz e s trz e n i f ilt r a c ji (prze
s trz e n i p rzew odzące j p rą d ). D la te g o spad p o te n c ja łu po k o n tu rz e Co w p ły tc e będzie ściśle odp o w ia d a ć spadow i ciśnienia po k o n tu rz e podz em- nym , a położen ie lin ii e k w ip o te n c ja ln y c h p rą d u na p ły tc e — p o ło ż e n iu lin ii e k w ip o te n c ja ln y c h w p rz e strzeni, f ilt r a c ji p o d b u d o w lą . P rz y ty m badaniu na m odelu będzie ch o d ziło o znalezienie p u n k tó w na p ły tc e , m ających ró w n y p o te n c ja ł i do w y z n a czenia U n ii e k w ip o te n c ja ln y c h , a je ś li konieczne — całej siatki, h yd ro d yn a m iczn e j. P o szu kiw a n ie ta k ic h p u n k tó w p rze p ro w a d za się na zasadzie m o st
k u W h e a ts to n e ’a. Zastosow anie te j zasady polega tu ta j na tym , że je ś li d w ie ró w n o le g łe gałęz'e p rz e w o d n ik a m ają w p o c z ą tk o w y m i k o ń c o w y m p u n k cie (p u n k ty A i B rys, 16) p o te n c ja ły Va i Vb < to na dw óch gałęziach p rz e w o d n ik ó w m ożna znaleźć
p u n k ty C i D , k tó re będą m ia ły jedn a ko w e p o te n cja ły. W łą c z o n y g a lw a n o m e tr G w skaże b ra k p rą du po lin i C i D. W ty m w y p a d k u m ię d zy op o ra m i
Ri R:>
R, r4
poniew a ż
V A ~ Vd V d
^ " 7
a R4 =-gdzie ] je st natężeniem prądu, to R,
v4 -
Vor2
£1Q>
Je śli w ię c na je d n ym z ró w n o le g ły c h p rz e w o d n i
k ó w ustalono stosunek o p o ró w , to na d ru g im m o ż
na o trz y m a ć ta k i sam stosunek p o te n c ja łó w . Je śli górną gałąź A C B (rys, 16) za m ie n im y o p o r
n ik ie m cechow anym , a dolną gałąź A D B — p ły t k ą m odelu, to w y b ie ra ją c stosunek o p o ró w R t i R >
w y ra ż o n y w p ro c e n ta c h albo częściach od całego oporu, m ożem y znaleźć na p ły tc e ta k i p u n k t, w k tó r y m n apięcie będzie w yra żo n e w tych że p ro centach albo częściach o d ró ż n ic y p o te n c ja łó w E = Va — V * “ ).
N a rys. 17 p rz e d s ta w io n y jest schem at w łą c z e nia p ły t k i m o d e lu p rz y p o m o cy e le k tro d 5, i S2
w o b w ó d p rą d u e le k try c z n e g o za silany z a ku m u la to ra Aft (zazwyczaj; o 4 V ).
R ó w n o le g le do obw o d u a k u m u la to ra w łą c z o n y jest w o lto m ie rz V do p o m ia ru n a p ię c a . W obw ód a k u m u la to ra w łą czo n e są am pe ro m ie rz A , o p o rn i
ca O i wry łą c z n ik W . C echow any o p o rn ik (R — re ochord) je st w łą c z o n y do e le k tro d «Si i <S2. M o ste k z g a lw a n o m e tre m G łą c z y się z reochorde m p rz y pom ocy ruchom ego k o n ta k tu oraz z p ły tk ą p rz y p o m o cy sta lo w e j ig ły D w e b o n ito w e j opra- w 'e . T ą ig łą sonduje się p u n k ty na p ły tc e z po*
s z u k iw a n y m p o tencja łem .
Z a zw yczaj się stosuje do ta k ic h badań p ły t k i ze s ta n io lu o grubości 0 , 0 1 — 0 , 0 2 mm , k t ó r y na
k le ja się na k a rto n . Czasem zam iast s ta n io lu sto
suje się g ru b y k a rto n (b rysto l) p o k r y ty w a rs tw ą ko lo id a ln e g o g ra fitu . E le k tro d y Sx i S2 są z m ie- dz anych p ły te k , A b s o lu tn a w ie lk o ś ć napięcia na 21) Jak pod odn. 18 — str. 235 — 238.
2 2) Jak pod odn. 2 — str. 310, 23) J a k pod odn. 2 — str. 310,
e le k tro d a c h nie ma istotnego znaczenia. Jednakże na długości e le k tro d y n apięcie w in n o b yć je d n a kow e, co osiąga się d o k ła d n y m połączen iem e le k tro d y z p ły tk ą . R óżnica nap ęć na e le k tro d a c h bę
dzie o d p o w ia d a ła p a rc iu w o d y H — 1.
D la o k re śle n ia c iś n ie n a na k o n tu r b u d o w li d o ty k a się ig łą m o stka do badanego p u n k tu k o n tu ru dolnego fu n d a m e n tu a ru ch o m y k o n ta k t p rz y re - ochordzie u s ta w ia się ta k , żeby s trz a łk a galw ano- m e tru p o zo sta ła na zerze. W te n sposób na reo- chordzie o d c zyta m y w ie lk o ś ć ciśn ie n ia w danym p u n k c ie w częściach całego naporu.
D la w yzn a cze n ia lin ii jednako w ego ciśnien a w yrażonego w częściach c a łk o w ite g o n a p o ru (np, 0,9 H , 0 , 8 H , itp .) postę p u je m y w sposób nastę
pujący.
U s ta w ia m y re o ch o rd na l :czbę odpow ia dającą w yznaczone j części c a łk o w ite g o spadku napięcia.
P rz y p o m o cy ruchom ej ig ły D znajduje m y na p ły t ce te p u n k ty , w k tó ry c h p o te n c ja ł (napór) stanow i ta k ą samą część od c a łk o w ite g o p a rcia , ja k u s ta w io n o na reochordzie . T a k i p u n k t w skaże nam s trz a łk a g a lw a n o m e tru G, gdy stanie w z e ro w ym p u n k c ie p o d z ia łk i. W ten sposób w yzn a czym y lin ię e k w ip o te n c ja ln ą .
D la w yzn a cze n ia lin ii p rą d u zm ie n ia m y u m ie j
scow ienie e le k tro d Si i S2 na tej zasadzie, że k o n tu r y przepuszczające w odę w badanej; p rz e s trz e n i u w a ża m y za nieprzepuszczalne, a nieprzepu szczal
ne za przepuszczalne. A w ię c e le k tro d ę S i um iesz
czam y w z d łu ż k o n tu ru dolnego b u d o w li, zaś e le k tro d ę S2 w z d łu ż k ra w ę d z i dolnej p ły t k i (na 1'nii w a rs tw y nieprzepuszczalnej). ¡O trzym ane w te n sposób w n o w ych g ra n iczn ych w a ru n k a c h lin ie e k w ip o te c ja ln e będą orto g o n a ln e do w yże j w y z n a czonych a w ię c dadzą p oszukiw an e lin ie prądu.
W w y p a d k u ró żn ych w a rs tw g ru n tu o różnym s p ó łc z y n n k u filt r a c ji stosuje się zam iast p ły t k i e le k tr o lit (w o d n y ro s tw ó r soli). S tosunek e le k tryczn e g o p rz e w o d n ic tw a e le k tr o litó w na m odelu w in ie n o d p o w ia d a ć sto su n ko w i s p ó łc z y n n ik ó w f i l tra c ji w naturze.
N a p o z :om ą p ły tę m a rm u ro w ą n a le w a m y w a r
stw ę c ie c z y __; e le k tr o litu o grubości nie m niejszej od 1 cm. G ra n iczn e w a ru n k i stw a rza m y p rz y p o m o cy e le k tro d z p ły te k m ie d zia n ych i o b w a ło w a n ia z d e le k try k a (la k lu b pla ste lin a ). P rzestrzenie z ró ż n y m i ro z tw o ra m i o d p o w ia d a ją cym i w naturze p rze strze n io m z ró ż n y m i s p ó łc z y n n ik a m i filtr a c ji oddz ela się na m o d e lu w o d o n ie p rze p u szcza ln ym i ale p rz e w o d z ą c y m i p rą d e le k try c z n y przepona m i gum ow ym i, o k rę c o n y m i drutem .
P rz y zam ia n ie tw ardej; p ły t k i na e le k tr o lit zm ienia się nieco schem at urządzenia. D la u n ik n ię cia z ja w is k p o la ry z a c ji e le k tro d stosuje się tu p rą d zm ienny. Ź ródłem p rą d u może być sieć o ś w ie tle n io w a . Zam iast g a lw a n o m e tru stosuje się te le fo n ja k o organ o dbiorczy.
O g ó ln y schem at urządzenia z e le k tro lite m jest p rz e d s ta w io n y na rys. 18 2‘). Do sieci n re js k ie j w łą cza się tra n s fo rm a to r zm niejszający napięcie.
W o b w ó d m o stka w łą c z a się p rz y rz ą d do z w ię k szenia n is k ie j cz ę s to tliw o ś ć 5. T u ta j m o ste k zam iast
2 i ) J a k pod oda. 2 str. 311.
ig ły m a sondę połączon ą jednocześnie z pa n tografem . Sondę sta n o w i ru rk a szklana z p la ty n o w y m d ru cike m . Sonda p rz y pom ocy rtę c io w e j k r o p li łą c z y się prze z p rz y rz ą d z w ię ksza ją cy czę
s to tliw o ś ć z reochordem . T e c h n ik a badania na m o d e lu z e le k tro lite m jest ta k a sama ja k ze sta n io lem , P u n k ty z pożądanym p o te n cja łe m poznaje się po za cichającym sygnale te le fo n iczn ym .
D la w yznaczenia s ia tk i h y d ro d yn a m iczn e j G u- tenm acher 25) sp o rzą d ził specjalny p rzyrzą d , k tó r y n a z w a ł e le k tro in te g ra to re m , o p ie ra ją cym s;ę na system ie zm iennych opornic.
I I I . O b l i c z e n i a n a p o d s t a w i e w y z n a c z o n e j s i a t k i h y d r od.y n a m i c z nje j.
Po w yzn a cze n iu s ia tk i h y d ro d yn a m iczn e j m oże
m y dla dow olne go p u n k tu p rz e s trz e n i p rz e s ią k a nia znaleźć w a rto ś ć ciśnienia. J a k pokazano Ha rys. 4 m a m y n = 24 p asów ciśnienia. P rz y p rz e j
ściu z jednej lin ii e k w ip o te n c ja ln e j do drugiej w y sokość ciśnienia zm ie n ia się o 1/24 H , t. j. d z ia ła ją cego spadu, p o w sta łe g o z ró ż n ic y p o z :om ów w o d y górnej i dolnej. W z d łu ż o s ta tn ie j e k w ip o te n c ja li (w dnie k o ry ta od s tro n y górnej w o d y) ciśnienie to będzie ró w n e głę b o ko ści nad dnem k o ry ta , a w ię c ró w n e H u zaś w z d łu ż ze ro w e j e k w ip o te n c ja li b ę dzie ciśnienie ró w n e H 2 (w zględnie H2 = O).
U w z g lę d n ia ją c pow yższe m ożem y w d o w o ln ym p u n k c ie p rz e s trz e n i p rz e s ią k a n ia w o d y, a w ię c i k o n tu ru dolnego b u d o w li o b lic z y ć w a rto ś ć ciśn ie nia w ody.
I ta k np, w w e w n ę trz n y m rogu tu ż za p ie r w szą ścianką szczelną (pt. F — rys. 4), do k tó re g o to p u n k tu od dna ka n a łu w p o ło że n iu d o ln e j w o d y m am y 12,7 pasów ciśnień — w ysokość ciśnienia będzie ró w n a :
12,7 11,3
Pf = H? + — ■ H albo ps = H i - H
Po o b lic z e n iu dla ró żn ych p u n k tó w dolnego k o n tu ru b u d o w li w a rto ś c i w yso ko ści ciśnień — m o żem y nanieść je na w y k re s , w k tó ry m te w y s o k o
-2 5) Li. J. G te n m a c h e r —-. E le k tric z e s k o je m o d e liro . w a ń je . W y d . A k a d e m ii N a u k Z. S. R . R „ 1943 r .
ści u ło żą się w g lin ii łam anej — schem atycznie p o kazanej na rys, 19,
Na p o d s ta w ie tego w y k re s u m ożem y o k re ś lić w a rto ść w y p o ru działające go na spód b u d o w li p rz y ró ż n ic y pozio m ó w w o d y H (rys, 19 — p ow . zakres.
kow ana).
P rz e jd ź m y teraz do o b licze n ia p rę d ko ści p rz e siąkania w poszczególnych w a rs tw a c h p rz e p ły w u . D a rc y p o d a ł zależność, że V = ki. Spad i będz e spadem lin ii p a rć p rz y p rz e jś c iu z jednej lin ii; e k w i- p o te n c ja ln e j do d rugiej w badanym k w a d ra c ie s ia tk i a w :ęc:
af i i i
' Al nAs
W p u n k ta c h zm iany k ie ru n k u k o n tu ru dolnego budow li, (jak np. w d o ln ych (końcach ścianek szczelnych, k o ło żeber) te o re ty c z n ie o trz y m u je się dużo w ię ksze szybkości filtr a c ji, n iż o b licza się w yże j p o d a n ym i w z o ra m i (w rz e czyw isto ści V < ] /2gh ) i w ta k ic h m iejscach zdaniem Pa*
w ło w s k ie g o p ra w o D a rc y nie może m ieć zastoso
w ania. W z ro s t p rę d k o ś c i m ożna s tw ie rd z ić z rys.
19 w p u n k ta c h ,a i b, gdzie lo k a ln y spad lin ii w y sokości ciśn ie n ia jest stosunkow o duży i je st od- z w ie rc edlenie m zagęszczenia s ia tk i h y d ro d y n a m icznej w tych p u n k ta c h (rys. 3, 4, 5, 13). J e ś li ta k ie p u n k ty będą położone b lis k o dna k o ry ta po s tro n ie dolnej w ody, to p rz y w y p ły w ie w o d y spod b u d o w li zachodzić może obaw a ła tw e g o w y m y c ia cząstek g ru n tu i naruszenia ró w n o w a g i ru ch u w o d y oraz sta ło ści b u d o w li.
W te n sposób sia tk a h yd ro d yn a m iczn a pozw ala na o kre śle n ie in te re su ją cych nas e le m e n tó w ruchu w o d y w gruncie pod b u d o w lą . Na rys. 8 pokazana jest k rz y w a ciśnienia (P) na b u d o w lę od dołu, k rz y w e p rę d k c ś c ; f iltr a c ji p rz y w ch o d ze n iu (V i) i p rz y w y c h o d z e n iu (VA) w o d y oraz k rz y w e sum o
w a n ia w y d a tk ó w w o d y p rz y w cho d ze n iu i w y c h o dzeniu,
IV , M e t o d a w y z n a c z a n i a d ł u g o ś ć j l i n i i p r z e s i ą k a n i a p o d b u d o w l ą .
gdzie — A l jest długością b o ku s ia tk i (a le p ie j długością średnią b o k ó w s ia tk i w z d łu ż k ie ru n k u l'n ii p rądu). A zatem :
h ■ H
n \ l (25)
będzie średnią p rę d ko ścią f iltr a c ji w badanym k w a d ra c ie .
O bjętość p rz e p ły w u przez ta k i k w a d ra t w z d łu ż k ie ru n k u lin ii p rą d u w yn ie sie :
AQ — V ■ w = k [26]
p rz y czym w y d a te k A Q ro zu n u e m y tu n a je d n o stkę grubości s tru g i (liczą c p ro sto p a d le do r y sunku) a As szerokość w a rs tw y p rz e p ły w u . Po
niew aż p rz y tw o rz e n iu s ia tk i h y d ro d y n a m ic z n e j za k ła d a liś m y , że w z d łu ż w s z y s tk ic h w a rs tw p rz e p ły w u ma b yć ten sam w y d a te k , to c a ły p rz e p ły w pod b u d o w lą w yn ie sie :
ni
Q = 1 A Q m k . A H Al
As = m
n (27)
gdzie m je st ilo ś c ią w a rs tw p rz e p ły w u pod jazem . W w y p a d k u gdy m am y g ru n t je d n o ro d n y, to As — Al i w te d y :
• Q h (28)
n
N a le ż y p rz y te m nadm ienić, że w w y p a d k u is t nie n ia w a rs tw z n ie p e łn y m i k w a d ra ta m i ja k to w id z im y na rys, 8, gdzie m — 6, n = 14,5 albo na rys. 3 gdzie m = 5, n = 28,8 — n a le ż y w s ta w ić o d p o w ie d n ie w a rto ś c i u ła m k o w e na m, w zględnie n do pow yższych w z o ró w .
(M e to d a B lig h a ).
ln ż . W . B lig h 2“) na p o d sta w ie o b se rw a cji sze
regu b u d o w li n a w a d n ia ją cych w In d ia c h i E g ip cie oraz na p o d sta w ie badań inż, D . K lib b o rn a d o szedł do w n io s k u , że ru ch w o d y pod b u d o w lą pod w p ły w e m ró ż n ic y p o z io m ó w w o d y d olnej i górnej o d b yw a się w ca łe j p rz e s trz e n i przepuszczalnej i to im dalej w g łą b g ru n tu — ty m intensyw no ść ru c h u tego jest m niejsza, Z tego w z g lę d u struga w o d y (a k ty w n a ) p ły n ą c a w z d łu ż dolnego k o n tu ru b u d o w li wg B lig h ‘a może posiadać stosunkow o najw ię ksze p rę d k o ś c i, czem u sprzyja m ożliw ość is tn ie n ia w o ln e j p rz e s trz e n i m ię d zy spodem b u d o w li a g ru n te m — w y p e łn io n e j w odą. C iśnienia p ie . zom etryczne m ierzone po lin ii te j s tru g i będą p r z y j
m ow ane p rz e z spód b u d o w li, a w ię c od n ic h p o w in n y b yć uzależnio ne ro z m ia ry fund a m e n tu b u d o w li. B lig h ro z p a tru ją c tę strugę — w celu u s ta le n ia e le m e n tó w ru c h u w z d łu ż niej z a ło ż y ł, że p rz y je d n o ro d n ym g runcie p rę d ko ść ^ w z d łu ż tej s tru g i jest w ie lk o ś c ią stałą i zależną od długości dolnego k o n tu ru b u d o w li. Stąd w y n ik a p rz y za
sto so w a n iu p ra w a D a rcy, że p rz y gruncie jędno- ro d n y m o s ta ły m s p ó łc z y n n ik u f ilt r a c ji m a m y lin io w y , s ta ły spad lin ii ciśnień p ie z o m e try c z n y c h a w ię c i — const. w ró w n a n iu V = ki. D a lszy w n io s e k : fo rm a dolnego o brysu b u d o w li n ie w p ły w a na w ie lk o ś ć p rę d k o ś c i filtr a c ji. T e założenia p o zw a la ją p rz y znajom ości fiz y c z n y c h cech danego g iu n tu w sposób dość p ro s ty w yz n a c z y ć ciśnienie i p rę d k o ś c i f ilt r a c ji w o d y w z d łu ż dolnego obrysu b u d o w li. J e ś li na p ro s te j poziom ej o d ło ż y m y
ogól--■u) W. G. Bligh — The practical design of irrigation worka.
ną długość L dolnego o b rysu b u d o w li (rys. 2 0),27) o d kła d a ją c w p u n k c ie 8 w ysokość ciśn ie n ia H t i w p u n k c ie 1 — H 2 i łącząc p u n k ty A i B p ro stą o trz y m a m y w y k re s ciśnień na d o ln y obrys b u d o w li. I ta k np. rzędne tego w y k re s u na rys. 2 0b będą w ie lk o ś c ia m i o k re ś la ją c y m i w ysokość ciśn ie nia w o d y od d o łu w o dniesie niu do p ła szczyzn y p o ró w n a w cze j przechodzącej przez górną p o w ie rz c h n ię fu n d a m e n tu b u d o w li p rz e d s ta w io n ą na rys. 20a. O d k ła d a ją c rzędne z w y k re s u 20b nad
od-p o w ie d n im i od-p u n k ta m i flu tb e tu i łącząc je od-p ro s ty m i, o trz y m a m y ro z k ła d w y s o k o ś c i ciśn ie n ia na spód b u d o w li. O trzym a n e p rz y te m u s k o k i w w y k re s ie będą w s k a z y w a ły na części ciśn ie n ia p rze ję te przez ś c ia n k i szczelne, w z g lę d n ie p rz e z e le m e n ty P ionow e dolnego o b ry s u b u d o w li.
Jednakże p rz y is tn ie n iu ścianek szczelnych w stosunkow o n ie w ie lk ie j od siebie o d le g ło ści — może okazać się, że a k ty w n a stru g a w o d y g ru n to w e j n ie p ó jd z ie po l in ii s t y k u spodu b u d o w li z g runtem , tj. w z d łu ż d ro g i 5 — 4 •— 3 — 2, 'ale
bezpośred nio od p u n k tu 5 do p u n k tu 2 — ja k to pokazano schem atycznie na rys. 2 0a (pierw sza lin ia p rą d u ). Z w r ó c ił na to uw agę B lig h i p rz y ją ł, że p rz y ro z s ta w ie ścia n e k szczelnych, ró w n e j co- najm n ie j p o d w ó jn e j ic h głę b o ko ści, tj. p r z y x > 2y (rys. 2 0a) m ożna p rz y ją ć drogę a k ty w n e j s tru g i po lin ii 5— 4— 3— 2 ora z w y zn a czyć w y k re s w y s o k o ści ciśnień w sposób w y ż e j opisany i ja k to p o ka za no na rys, 20b. P rz y x < 2 y droga ta będzie k r ó t sza bo w z d łu ż l in ii 8— 7—6— 5— 2— 1 (rys. 20c).
A w ię c i spad lin ii ciśn ie ń p ie z o m e try c z n y c h b ę dzie w ię k s z y oraz w zro śn ie p rę d k o ś ć ru c h u w o d y
g ru n to w e j, - , !
D ługość fu n d a m e n tu b u d o w li p ię trz ą c e j.
A ż e b y p rę d k o ś ć w o d y g ru n to w e j pod b u d o w lą nie p rz e k ro c z y ła w a rto ś c i dopuszczalnej, m usim y z a p ro je k to w a ć d ostateczn ie długą drogę L dla a k ty w n e j s tru g i w odnej, a b y p rz y ró ż n ic y p o zio m ó w w o d y H p o w s ta ł spad lin ii ciśn ie ń p ie z o m e try c z nych i — H ; L m n ie jszy od pew nego dopuszczal
nego spadu i p , u w a ru n k o w a n e g o p rę d k o ś c ią w y m y w a n ia cząstek g ru n tu . B lig h p o d a ł graniczną w a rto ś ć spadu ip oraz s p ó łc z y n n ik C = . dla
h p e w n ych ro d z a jó w g ru n tu .
W m yśl ty c h założeń:
H 1
i = ~ r < i p = — ; stąd L > H .C = L „ (29) D o p u szcza ln e spady i p i s p ó łc z y n n ik C w g B lig h ‘a są podane w ta b e li I I .
T a b e l a I I .
L. p. Rodzaj gruntu i p UJ % C
1 Muł 5,5 18
2 Piasek drobny 6,7 15
3 Piasek gruboziarnisty 8,3 12
4 Loss 16,7 — 11,1 6 — 9
5 Piasek ze żwirem 20,0 — 11,1 5 — 9 6 Piasek z kamieniami 25,0 — 16,7 4 — 5
D la o k re ś le n ia d łu g o ści poszczegó lnych części fu n d a m e n tu B lig h p o d a ł fo rm u ły p rz e d s ta w io n e w ta b e li I I I .
T a b e l a I I I .
Część fundamentu
D ł u g o ś ć iu
U u) a g i jazach upustach
płuczących Ponur
Poszur
Poszur w raz z dolnym umocnieniem dna koryta
od 0 do 2/7, 0,6 . C.j/ H a
0,64. C\ / H b q
od H , do 3/7,
c/ h Z
C /H i , q
/7, — głębokość górnej wody
H a — głębokość dolnej wody nad po, szurem
H b — wysokość progu jazu nad n a j
niższym poziomem dolnej wody
q — maksymalny przepływ na lm b
■otworu w m s/sek.
C — spółczynnik B ligh‘a.
27) J a k pod odn. 7 — str. 27.
Ż u r in 28 29), a za n im Z a m a rin 30) uw ażają, że d łu