Darcy q = k·h·Nf/Nd yasasıyla zemin akım ağı debisi, hidrolik gradyan ve kritik kabarma (piping) güvenlik kontrolü hesabı.
| Parametre | Açıklama | Birim |
|---|---|---|
| k | Permeabilite k | m/s |
| h | Toplam yük farkı Δh | m |
| Nf | Akış tüpü sayısı Nf | - |
| Nd | Eşpotansiyel düşüş sayısı Nd | - |
| gamma_prime | Zemin etkin birim hacim ağırlık γ' | kN/m³ |
Birim genişlik sızıntı debisi q
q (m³/s/m)
Günlük sızıntı debisi
qday (L/gün/m)
Çıkış hidrolik gradyanı i_exit
ie (-)
Kritik hidrolik gradyan i_krit
icrit (-)
Nf/Nd oranı
ratio (-)
Piping güvenlik katsayısı SF
FS (-)
Zemin profili ve sınır koşulları (palplanj, perde, memba-mansap su seviyeleri) çizilir.
Akış çizgileri ve eşpotansiyel eğriler dik kesişim kuralıyla elle veya yazılımla çizilir.
Akım tüpü sayısı Nf ve eşpotansiyel düşüş sayısı Nd sayılır.
Permeabilite k laboratuvar (sabit/değişken yük) veya saha deneylerinden bulunur.
Darcy q = k·h·Nf/Nd ile birim genişlik sızıntı debisi hesaplanır.
Çıkış hidrolik gradyanı i_exit = Δh/Nd / L_exit bulunur.
Kritik gradyan i_cr = γ'/γw ile karşılaştırılır; SF = i_cr/i_exit ≥ 3 önerilir.
Akım Ağı (Flow Net) Sızıntı Debisi — Online Hesaplama
Tam ekran açAkış çizgileri ve eşpotansiyeller dik kesişir, her hücre yaklaşık kare olmalıdır ve sınır koşulları kesin geçirimsiz/geçirimli yüzeyleri takip eder.
Kum için sabit yük, kil için değişken yük laboratuvar deneyleri; sahada ise pompa ya da slug testi kullanılır. Değer 1e-10 ile 1e-2 m/s aralığındadır.
Çıkış gradyanı kritik değeri aştığında zemin daneleri taşınır, boşluklar oluşur ve perde/baraj göçebilir. SF ≥ 3 ile emniyet sağlanır.
kh ≠ kv ise koordinat dönüşümü xd = x·√(kv/kh) yapılır ve akım ağı dönüştürülmüş uzayda çizilir. Debi hesabında k_eq = √(kh·kv) kullanılır.
Palplanj derinliği arttıkça akış yolu uzar, Nd artar ve debi azalır. Ancak ekonomik optimum perde derinliği ayrıca kontrol edilmelidir.
Zemin için γ' ≈ 10 kN/m³ ve γw = 9.81 kN/m³ olduğundan i_cr genellikle 0.9-1.1 aralığındadır. Çakıl zeminde biraz daha yüksektir.
Ters filtre tasarımı ile çıkış bölgesinde daneler tutulur ve piping önlenir. USACE kriterleri D15 filtre / D85 taban ≤ 4-5 sınırını önerir.