Baca artikel ini untuk mempelajari tentang teori flownet melalui tanah.
Bendung yang dirancang dan dibangun berdasarkan teori Bligh juga gagal karena merusak lapisan tanah bawah. Akibatnya, dianggap penting untuk mempelajari masalah bendung pada fondasi permeabel secara lebih terperinci. Teori flownets memberikan solusi yang luar biasa untuk masalah ini.
Secara singkat teorinya adalah sebagai berikut:
Aliran melalui tanah sebagian besar diatur oleh hukum Darcy’g. Itu menyatakan bahwa
Persamaan tersebut mewakili dua set kurva. Mereka berpotongan satu sama lain secara ortogonal. Satu set kurva disebut garis arus. Mereka menunjukkan jalur yang diikuti oleh air rembesan. Kumpulan kurva lainnya disebut garis ekuipotensial. Mereka adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan potensi yang sama. Flownet dapat dibangun dengan nyaman untuk sebagian besar struktur hidrolik secara grafis dengan metode coba-coba.
Metode ini terdiri dari langkah-langkah berikut:
(a) Gambarkan penampang melalui lapisan tembus pandang dan struktur hidrolik;
(b) Lakukan percobaan pertama untuk membangun flownet;
(c) Lakukan penyetelan percobaan kedua pada jaringan aliran yang dibangun.
Jika diperlukan lebih banyak percobaan dapat diambil untuk menggambar flownet akhirnya.
Prosedurnya dapat dipahami dengan jelas dengan bantuan Gambar 19.5. Permukaan tanah hulu mewakili satu garis ekuipotensial karena semua titik permukaan berada di bawah kepala yang sama. Demikian pula permukaan tanah hilir mewakili garis ekipotensial lain karena semua titik berada di bawah kepala yang sama.
Misalkan head air yang ditampung oleh bendungan adalah H Maka permukaan tanah hulu merupakan garis ekipotensial dengan head 100%. Total head hilang pada saat mencapai ujung hilir. Permukaan tanah hilir alami mewakili garis ekuipotensial dengan head nol.
Pangkal bendungan dan sisi tiang pancang merupakan garis arus pertama atau garis aliran. Ini adalah sambungan pertama di mana air merembes seperti yang ditunjukkan dengan benar dalam teori Bligh. Jika ada lapisan kedap air di fondasi, itu jelas merupakan garis aliran terakhir. Jadi, hanya dengan menggambar penampang struktur hidrolik, bentuk garis aliran ekstrim dan garis ekipotensial dipastikan.
Sekarang semua garis arus menengah dan garis ekuipotensial dapat ditarik dengan metode coba-coba secara grafis dengan bantuan properti kurva berikut:
saya. Bentuk garis aliran yang berurutan mewakili transisi bertahap dari satu ke yang lain.
- Garis aliran dan garis ekipotensial harus berpotongan satu sama lain pada sudut siku-siku.
aku aku aku. Garis aliran harus mulai dan berakhir pada sudut kanan ke permukaan tanah di hulu dan hilir masing-masing.
- Jika lapisan kedap air tidak ada, garis aliran secara bertahap mengadopsi semi-elips.
- Garis ekuipotensial harus mulai dan berakhir pada sudut siku-siku terhadap garis aliran pertama dan terakhir.
- Setiap kuadrat yang diperoleh dari perpotongan garis aliran dan garis ekipotensial disebut medan.
- Jika kurva digambar dengan benar, sebuah lingkaran dapat digambar di setiap bidang yang menyentuh keempat sisi bidang.
Flownet dapat dibangun dengan kurva yang tak terhitung banyaknya. Namun, untuk tujuan praktis, flownet harus terdiri dari sejumlah kurva seperti yang ditunjukkan pada Gambar 19.5. Setiap bidang adalah persegi dasar yang sempurna.
Jumlah rembesan dapat dihitung dengan menggunakan flownet. Merujuk Gambar 19.5:
Mari kita perhatikan tiga bidang elementer dengan dimensi rata-rata a, b dan c.
Misalkan head loss pada field a adalah ∆H 1 dan head loss pada field h adalah ∆H 2 .
Debit yang melewati saluran aliran yang sama selalu sama. Misalkan ∆q 1 per satuan panjang bendungan.
Dari derivasi (1) dan (2) dua kesimpulan dapat ditarik untuk flownet dengan bidang persegi dasar.
(i) Interval penurunan potensial antara garis ekipotensial yang berurutan adalah sama. Jadi jika kepala rembesan total adalah H dan jika ada ‘N p ‘ potensi tetes maka interval potensi penurunan adalah konstan dan sama dengan H/N p = ∆H.
(ii) Debit rembesan melalui semua saluran aliran adalah sama.
Total debit rembesan q = −K. H/N hal
Or = K.HN f /N p
di mana N f adalah jumlah total saluran aliran.
Sekarang debit rembesan total di bawah bendungan (Q) = K . HN f /N hal
dimana L adalah panjang bendungan.
