Begin van beweging van bodemmateriaal

(1)

/

1/

" ~

'.

.3.I.!J~TI.[<~ lU. 211 28.211 Bodemtransport dOOl' stroom. ~':')DI!, 18.21 2!.J.21

Sub

Exp. onderzoek van ·bodemtransport door stroom. iuli 19620 BEGIN VAn BEWEGING VAN BOD~TERlAA1

samengest

ld

door:

R.N.C.

Breusers

10 Inleidin~

VOOI' het begin van beweging van bodemmateriaal ten gevolge van een

stroming zijn van bele..Ylg de wandsohuifspanning 1: door hat wat I' op de !correls u1tgeoefend_ll de dichtheid, diameter en vorm van het bodemma.teriaal, en de stromincrstoestand. ODt de korre1s.

Shields (1936) gelft de stromingetoestand 'om de korrelo wee!' met sen

5[ u

d/

.

Reynolds eete.l Re'" v en de varhouding van sOhuifkraoh"'!i op de korl'sl

en gewicht met de parameter

!it

Ander~n o.a. Liu (1957) ~ebruiken in pleats hiervan de verhouding v

/

w

om -det de vaJ::l11elheid ook de vorm van de korrels Vleerceeft. De paramet rs zijn op daze vormfaktor CD na identiak8

2

~

=

V~

/

~gd

=

(

V~/w)2

0

4/

3CD ~

In de vel'houding (v /w) io hat l'l.atuurlijk ta,lu.d niet in rGkening gebracht 0 r:anneer en zioh bepel'kt tot natuul"lijke materia-len ie eaon van beide parametsro in hat voordeelp omdat voo~ beide de relatie exporimenteel moet worden bepa.ald.

De relatiep bepa~).lcl door Shields p wOl--d-t gegeven in ol'lderstaande i'iguu.l',

waarin ook geg",venG van ankele andol"s auteurs zijn aangegeven .. ~-;!U

Voor een aan·tal stromingstoes'Ganden is €len levvali tatiava beschrijving mogelijk

(Pa

r. 2

).

Een sohatting van de gewenste sn61heidsohaal voor modelonderzoek naar evenwich.tsdiepten l.1ij on'ligronding wordt gegeven in Par. 3 17001' plaotio Em bakeliet.

-~,

,'1

(2)

'" o sr:;C'l::m HJ.21s 28.21. Sub

..

l~

_~~

,--~ ~ .

-'

Ff

;r- I 2 . . :;.; -IIi?C'W'ATIE 1'To. V 133

Bodemtrunsport door otroam.

Exp. onderzoek van bodemtransport doo~ stroom.

.±

I 1 ff ' . .

~

_It

- -, ,

-~

-+ I~ ~ . .

-

. .

-c\m.\~ 1[3021 2D.21 ,

-+

.-,2 f . . _.

-~-

-

, .

-

f-1 9 -i-8 7

-6 .jt 5 -. _, 4~ If

..

2 -'--j...

- ~\-9 -8-= 7~ - _I_' - L 5- _• + 4

-R

J.

.",

r T 2 f-:'_~ f.,.. l-L / ! i 5 .. 6 II - .

--

_- -- , r - - -- -.. .. '")~ . 8 Ii' . .

-'7 ,IJ r, . . _. _- _. .i _b +It t- .1 ...

,

5 Ii ..

..

.

., : : .-

.

'J:,

Ii

! I . . _-

-1

1 -

t~F ~ .-1. ,

.

- ₃ lj

~

-

- If r+ .

~

IT _. '2 1 ; . ~ , -i· ' . "

If

F-~

-

Ii 9 .;.

-, 8 ! If 7 t f..,-b +H - - I 5

,

I 0'

-

If ₄ f-~t ₁₁ 3 . 11 - .. -

-~~

t

~lt

t

_'"' 1 .. 1+ ₂ tt~ -

-

_- -1 . f± .,.. -t .

-- .

.+

It It . . _-

.

_Ie> , 11 1 , _'1 - : : _" , 3 Il 5 7 lQ'> .. ':"z <4 '5 6.l-8 .10'.

.

~' 5 6 7 cho.' 1 ,I _"_. _.L._••

.

2.1 Lamingire stromin~ F

Kra.cht op de korrel F "" (Xl -ced2

~

.3

'-.J~

gewicht van de korl'e! G => ~2 fl .. p -812. '7

(Y.l en (1.2 zijn ai'ha.."lke1i,jk van de vorm val'! de kOl'Z'el en de pa1cl~kirig. Voor hat begin van beweging is no19.ie;

het

F

l

o

~3 wordt bepaald door de hoek van hat natuurlijk ta1ud en de pleats van

aangrijpingspunt van Fe

Vnlite (1940)heeft a

1? a2 en. Q!;3 bepaald en vindt

'+-

Or

"

=

0.220 Deze waarde

we~d ook gevondenbij proeven met zand in

een

laminaire o1iestroming.

(3)

\i .L. DELFT llu UR:},' IE No. V 133 CODE 18.21

28.21

SECTIE 18.21.

28.21:

Bodemtransport door stroom.

Exp. onderzoek van bodemtransport door stroom.

Sub juli 1962

2.2 Turbulente stromin~

Bijna altijd ia de stroming turbulent. Bij een gladde wand zal vlw(

bij de wand een viskeuze laag blijven bestaan, waarin da sohuifspanningen

doo~ viskeuze kraohten worden overgebraoht. De dikte van de laag wordt be

-v

paald door de verhouding /~.

v

Indien d

<

/v?4-

za1 de beweging van de korrel geheel worden bepaald

door

viakeu~e

krachten. Alegrens kan worden geateld ...,ad/v ==

ReS:

<

1.

Voer d >~ v/v2 zal de invloed va~ de viekositeit vardwijnen. De grens

hiervoor 1igt bij

202.1

R !it '" 60

e

Hoewel de beweging in de sublaag viskel.\6 isp treden er f'lukta.ties op

in eta stromingsriohting. Velgens metingen van 1auff~ (1954) en Klebano'ff

(1954) is de relatieve turbulentie in de sub1aag

vX/'V

c

0.3

De maxima1e snelheid in de sublaag is dan

- l '

-U ~ V -I- 3v ~ 2v

max x (Gauss'-vexcleling) •

D(3 '1vrijving lange de korrel is nog in het Stokes ge'biedp zode:t de

maximale schuin~raoht ~ 2~ eal ~ijn.

De wa~rde van ~ wordthierdoor 0.5 x 0.22 ; 0.11. Equiearoff (1959)

o·r'

ceef't '+'cr:ll O.lL Iwagaki (1?59) 'for CI 0.140

Bij niet uniform materiaal za,l ook d.e cohaesie inv1oed. krijgen waardoor

)V

_or

toeneemt (vgl. Hjulstrom (1939)).

R 2

>

60

e

De dikte van de laag ~raa,rin de viskosi ted t dil'skte invloed he,eft oJ? de

snelheidsverdeling lean worden gesteld op 30

v/

VE.

Veor ~d

>

30 v/~ due

2

v d/v

>

60

kan weinit:';> invloed van de viskQsiteit op het begin van bawaging worden

vel"'-waohto Het eeta,l van Reynolds betrokken op de snelhaid bij de bovenkant van

d.e korrel zal van de orda 600 zijn. Boven deze waarde verandert weinig a&1 de

(4)

, oLe D.c·,h'T

"

Bodemtransuort door stream.

conE '18 .21

28.21

r::::;CTIE 1 .21.

28.211 Exp. onderzo k van bodemtransport door stroom.

Sub juli 1962

drukverdeling am de karrel, waardoar het aangrijpingspunt van F zieh nist

verplaatat.

Shields geeft voor dit gebied een langzaam taenemende waarda vaal'

~ or 0.042 - 00055

:i3oe;o.rcli 8 (1959) ~ or ::I OO! 047

Equivaraff: (1959) M g O~050

Iw~gald: (1959)"'" 0.050

Daa..r in di t gebied de streming vel1edig -turbulent is? voIgt ui t V ~

i'J

max

Vaal' de sohuifsptlrJ..ning '"&rnax~ 4'"&, zods.t 'for ~1/4. 0.22"" 0.055"

In eli t cebia,l vaJ:lj er weinig van If' te zeggen doorda.t het s-Gl'oombeeld

_ " or

om eta l.:orrel yera.ndert. De drukkrs;ohten worden belangrijker dan de visksuzii

krach'Gan, wo.al'c1.oor he'i:; aang:rijplngspunt van F veran~_e:rt.

De. waarden van v.., volgens de verael1.il1endo auteurs lopen sterk ui teen

T

or

(Fig. 1).

3. 'Schatting enelheidschaa.l voer ol1:tgronding'S;proeven met juiste weergave van

,

£&

evenWiohtsdiepte

Uit hat diagl'aID van Shields kan voer zand, bakeliet en :plastic

":1'

(d)

Vlordell berekend (Fig. 2). De uitkemsten dienen tel.' vergelijkingo Uit de

figuur b11jkt dat voor ontgrondingsproeven met plastio, waarbij in hat

proto-type. fijn zand voorkomt, 1001-1

<

d <. 300!-lp bij bakaliet n~ co

1.5

an bij plastio

nvx "" 2~8 moet zijn.

\Vo~t gev:raagd.

Dit q;eldt voer lll"oeven, waarbij egfi evenwiohtsi-lIua:tie

In

het prototype is het geta.l van Reynolds

voh/

v

van de orda 10

7•

in 1

_Ii

-.1£

r.: - /1 0

hat model van de orda 10'. In dit gebied varieart de v81'houding IV met Re

-veor sen gladde wand.

",,'

n-v

n-_v

10/

""' n-/,-

9

Voer bake1iet met n

h >= 50 word'~

Voor plastio met fi

h "" 30 wordt

n-_v '"

n- '" _v 4",6

In.dien men het model ala hydraulisch ru:w beschouwd,

C .

-

Iv;.

bereke:nen.

kan men n- ui.lli

(5)

.

t •

.• 1 • .ntLI'T INFOl:ru .. ?!II; No. V 133 CODE 18.21

20.21

Sr:;CTIE 18.211

28.21:

Bod.~mtransport door stroom.

Expo onderzoel van bodomtransport door strQoill.

Sub

,§xnlbolen

d : I korreldiameter

F = schuifkracht op ~e korrel

G ;:; gewicht van de kOl'Z'e1 n h .. hoogteschaal n 0= snelheidsohaal , l ' 190"2 JU l. _ v l '

V.x: '

=

stand.aardaf'!, ijldng van de snelh(1idfluktuaties in dG strolll.ingBl'ichtinC'

v~

_-...

_:~.

_{sQhui;t'apanningsnelheid}

_:;::

_V

_'tIp

pkcrrel - pwater/ t

~ pwa er

P : I dichtheid wate~

v ::;: killamatische viSkositeit

1: : I boa.emsohu1fspanning ,

Li tsra'i;uur

, I J __ _Ilo_g_ardi

₁₉₅₉

_Die_{Wasserwirtschaftji,} _p.₃₁₄

2" I. Vo Equ1 "Zaroff 3 .. F.ll" Hjulstl'om 4. Y Iwagaki 5 .. l:J.S & Klebano:f"f 6" J .. Laufer 7 .. H~K'L±u B ... AAJ. Shi

ld

s

9

0

C ..

1::

.

Yihi te r:;: 0, I ,~'--2 t..ii.. ~9

..

-.

'7

~ ,

,

"

-5 - -, , ,'- ' , 4 P r~,~ , , 1,

.

f-- -[II t ," ~~ + ' H-8' 7 . ('c 6 ,c I .H 1 '-;IL!- HH

r

h

~

f

~

~l

d-f

H~' ~-

..

1959

1939

1959

1954

1934

1957

,

1936

1940

-

cJ

Ila Hou111e Blanch0

M,.

,

nq.

-

},

pp. 308 - 317

Transport of ,debris by running' water. ed .. P'.rker

IAHR Montreal Regionaal rapport, Japan .. Lonclon

NACA T.n .. 3178 NACA T.R. 1174

Proo., ASCE

§..lo

flY 2

Uitt.

pceusz Versuohs~~sta1t fur Wasserbau~

Berlin, Heft 26

Proc. Roy Soo .. ,Ser. A

174,

p. 322

3 5 '6 7, 891P~ , ~ '2 ',' ;~~t,~~~ 6' 7·'.~ I

_.'

li- - 1 !-t' I 1-1 _k_' H, , ~ , H 1 _-1 --J. _- 1;> --

-

-1- -,~ ~~ - -- --

-i

t

! _I_.... _!t-

.

f!' , -;-,

-r [·m ., f.>.- ! l-if-! t 1 t~ t • tb I: I· h _I_f_il

_H

_"T

_~ _Ut_.. ; _r

l1!i

'

l

bik l~~~~ ~'

_·

_d

_ri'-

I IJ- v 133 - 5