مستخدم:Mohammad Hijjawi/مسودة مقال سويل ميكانيكس الجزء السادس
التسرب : تدفق الحالة الثابتة للمياه :
في حال كانت ضغوط السوائل \ المائع في رواسب التربة تتزايد بشكل موحد مع العمق وفقا ل U= Pw gZw ، فإن الظروف الهيدروستاتيكية ســوف تسود؛ و بالتالي لن تتدفق السوائل من خلال التربة. يمثل Zw العمق تحت الماء, مع هذا, إذا كان الجدول المائي منحدراَ, أو إذا كان هناك جدولاَ مائياَ متجانساَ كما هو موضح في الرسم التوضيحي المرفق , فإن التسرب سوف يحدث. بالنسبة للحالة المستقرة للتسرب, فإن سرعات التسرب لا تتغير مع مرور الوقت. أما إذا كانت الجداول المائية تغير مستوياتها مع الوقت, او إذا كانت التربة في عملية التوحيد ( الإرساء ), فإن ظروف الحالة الثابتة لا تنطبق.
*قانون دارسي :
ينص قانون دارسي على أن حجم تدفق السائل المسامي من خلال الوسط الذي يسهل اختراقه لكل وحدة يتناسب مع معدل التغير في ضغط السوائل الزائد مع المسافة. يشمل ثابت التناسب لزوجة السائل و نفاذية جوهرية للتربة. للحالة البسيطة من أنبوب أفقي مليئة بالتربة :
يتناسب إجمالي التفريغ, K ( بوجود وحدات حجم في الوقت, على سبيل المثال ft3\s او m3\s ) مع نفاذية جوهرية, و منطقة المقطع العرضي A , و معدل تغيير ضغط المسام مع المسافة. و تتناسب عكسيا مع اللزوجة الديناميكية للسوائل U. نحن بحاجة لإشارة سلبية لان السوائل تتدفق من الضغط العالي الى الضغط المنخفض. لذلك فإذا كان التغيير في الضغط ايجابيا ( في اتجاه X ) قان التدفق سيكون ايجابيا ( في اتجاه X ). تعمل المعادلة المذكورة أعلاه بشكل جيد لأنبوب أفقي, لكن إذا كان الأنبوب يميل بحيث تكون النقطة b بارتفاع مختلف عن النقطة a, فان المعادلة لن تنجح. يمكن احتساب تأثير الارتفاع عن طريق استبدال ضغط المسام بضغط المسام الزائد , المعرف ب Ue.
Z هي العمق المقاس من مرجع الارتفاع التعسفي. باستبدال الـ u بـ Ue نحصل على معادلة أكثر عمومية للتدفق.
بتقسيم كلا الجانبين من المعادلة A, و بالتعبير عن معدل التغير في الضغط في ضغط المسام الزائد كمشتق, نحصل على معادلة أكثر عمومية للسرعة في الاتجاه X.
أينما تكون Ux= Q/A لديها وحدات من السرعة و تسمى سرعة دارسي ( أو التفريغ المحدد, سرعة الترشيح, او السرعة السطحية), فان المسام او السرعة الخلالية Upx هي متوسط سرعة جزيئات السائل في المسام ؛ و هي مرتبطة بسرعة دارسي و المسامية n من خلال علاقة ( دوبيوت_ فورشهير ).
( يستخدم بعض الكتّاب مصطلح سرعة التسرب للدلالة على سرعة دارسي, في حين يستخدمه آخرون للدلالة على سرعة المسام ).
و يعمل المهندسون المدنيون في الغالب على حل المشاكل التي تنطوي على المياه و تعمل في الغالب على المشاكل على الأرض ( الجاذبية الأرضية ). لهذه الفئة من المشاكل, سيكتب المهندسون المدنيون قانون دارسي غالبا بشكل أكثر بساطة.
أينما تكون K هي الموصلية الهيدروليكية و i هي التدرج الهيدروليكي. فان التدرج الهيدروليكي هو معدل تغيير الرأس الكلي مع المسافة. مجموع الرأس h عند نقطة ما يعرف بأنه الارتفاع ( مقاس بالنسبة للبيانات ) الذي يرتفع فيه الماء في مقياس البيزوميتر عند تلك النقطة. إجمالي الرأس مرتبط بضغط المياه الزائد.
و Constant هي صفر إذا تم اختيار بيان لقياس الرأس عند نفس الارتفاع كأساس للعمق, استخدمت z لحساب Ue.