Efecto mecánico del flujo estacionario

Dr. Alejo O. Sfriso Universidad de Buenos Aires SRK Consulting (Argentina) AOSA

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Efecto mecánico del flujo estacionario

El problema hidráulico del flujo estacionario Hipótesis • Agua: fluido incompresible • Terreno: espacio poral rígido saturado • Flujo laminar de Darcy (𝑣 = 𝑘 · 𝑖) Deducción de ecuación diferencial • Continuidad 𝜕𝑣' ⁄𝜕𝑥 + 𝜕𝑣+ ⁄𝜕𝑦 = 0 𝑣' = 𝑘' 𝜕ℎ⁄𝜕𝑥 𝑣+ = 𝑘+ 𝜕ℎ⁄𝜕𝑦 • Darcy (direcciones ppales) / 12345 74258297: 𝜕 𝜕ℎ 𝜕 𝜕ℎ 𝜕6 ℎ 𝜕6 ℎ 𝑘' + 𝑘+ =0 𝑘' 6 + 𝑘+ 6 = 0 𝑘𝛻 6 ℎ = 0 𝜕𝑥 𝜕𝑥 𝜕𝑦 𝜕𝑦 𝜕𝑥 𝜕𝑦 2

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Efecto mecánico del flujo estacionario

Resultados que se obtienen

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Caudal y vectores velocidad • Concentración de flujo • Riesgo de erosión Líneas equipotenciales (𝑧 + 𝑝⁄𝛾 = 𝑐𝑡𝑒) • Presión de poros • Regiones sin flujo Permeabilidad (saturada | no saturada) • Región de flujo saturado • Transporte de contaminantes

Efecto mecánico del flujo estacionario

Ejemplo: flujo bajo una ataguía celular

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Vectores velocidad

Isobaras

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El problema mecánico del flujo estacionario Principio de tensiones efectivas 𝜎 = 𝜎C + 𝑢 Presión total constante 𝜎 = 𝑐𝑡𝑒 𝜎̇ = 𝜎̇ C + 𝑢̇ = 0 → 𝝈̇ C = −𝒖̇ El gradiente de presión de poros es un gradiente de presión efectiva 𝛾 C 𝐵𝐷 𝐹= ≥ 1.20 C • Flujo descendente: aumenta 𝜎 𝑈 • Flujo ascendente: disminuye 𝜎 C , riesgo de sifonaje

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Ejemplo: flujo bajo una ataguía celular

bombas

barbacanas

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