Criterios para la seguridad contra las tuberías - ¡Explicado!
Lea este artículo para conocer los criterios de seguridad contra tuberías.
La tubería comienza desde el extremo de aguas abajo. Naturalmente, si consideramos el caso al final de d / s y lo encontramos estable, no habrá tuberías en absoluto. Para probar la estabilidad, tomemos un cilindro elemental en el extremo corriente abajo. Su volumen es dA. dl La intensidad de la presión en dos caras es p y p + dp.
La fuerza total en la dirección del flujo es = p. dA - (dp + p) dA = - dp. dA
Fuerza por unidad de volumen = -dp. dA / dA. dl = -dp / dl
El signo negativo indica que la presión disminuye en la dirección del flujo. En el extremo corriente abajo, la línea de flujo es vertical y, por lo tanto, la fuerza también actúa verticalmente hacia arriba. Intenta levantar las partículas del suelo. La fuerza estabilizadora es el peso propio de las partículas del suelo. Suponiendo que las partículas del suelo están sumergidas bajo el agua, el peso del suelo por unidad de volumen viene dado por la fórmula
y = w (1-n) (G-1)
donde w es la densidad del agua
n es el porcentaje de espacios porosos
G es sp. gravedad de las partículas del suelo
Las partículas del suelo son estables.
Cuando γ> - dp / dl
Cuando γ = - dp / dl la condición se llama crítica. Se puede reescribir como
Cuando es igual a (1 -n) (G- 1) se llama gradiente de salida crítico. Por lo tanto, los criterios de seguridad contra tuberías son que el valor del gradiente de salida debe ser menor que (1 - n) (G - 1). Para suelos aluviales considerando n = 40% y G = 2.65 yw = 1
Sin embargo, no se puede permitir que el gradiente hidráulico permisible en la salida alcance el valor de la unidad porque el desgaste, la acción de las olas, el aumento o la reducción repentinos de la cabeza, el alto nivel del resorte, etc., en la práctica aumentan el gradiente de salida. El gradiente de salida aumenta rápidamente a medida que aumenta la cavidad (profundidad expuesta). Es, por lo tanto, necesario proporcionar suficiente factor de seguridad.
Se recomienda el siguiente factor de seguridad para los valores críticos del gradiente de salida:
