Generel

Hvorfor kviksand er et mareridt for civilingeniører


At konstruere en dæmning kræver en stor indsats, de er en barriere, der er beregnet til at holde vandløb tilbage fra enten en sø eller en flod. De er normalt bygget ved hjælp af beton eller naturlige materialer såsom jord eller sten. De er inspireret af ingeniørinnovationer hos små lodne skovdyr.

Over tid har dæmninger været et væsentligt aspekt af vandinfrastrukturen og har udviklet sig til at tjene mere end et formål - Vandforsyning, vandkraft, oversvømmelseskontrol, kunstvanding og navigation.

Dæmninger er bygget til at modstå vandets utrolige kraft, men der er en naturlig irritation, der kan føre til farlige forhold og eventuel erosion af en dæmning. Kviksand. Dette er et emne, som YouTuber Professional Engineering udforsker i sin video med titlen "How Quicksand Causes Dam Failures."

Denne ”mudderpyt”, der engang blev betragtet som en folie for Indiana Jones og prinsessebruden, er meget reel for civilingeniører, der ofte kæmper med denne “hurtige tilstand”, når de bygger en dæmning. Noget, der ofte overvejes, når man bygger en dæmning, er Darcy's Law, som blev opkaldt efter en fransk hydraulikekspert fra 1800-tallet. Darcy's Law er "en ligning, der definerer en væskes evne til at strømme gennem et porøst medium såsom sten."

Darcy's Law er noget, ingeniører generelt prøver at undgå, når de bygger en dæmning. Hvis du bygger en dæmning, konstruerer du den på de millioner af små fragmenter, der udgør jord, alt sammen holdt af en tyngdekraft og friktion. Vand og friktion går ikke sammen, og vi ved alle, at vand er en enorm komponent i dæmning.

Teton Dam

Vand kan sive sig gennem jordfragmenterne og skubbe dem fra hinanden og svække infrastrukturen. Dette kan forårsage betydelige katastrofer som f.eks. Teton Dam-oversvømmelsen som følge af den massiv sammenbrud af den jordiske Teton Dam. Katastrofen dræbte elleve mennesker, ødelagde tusinder af hjem, virksomheder og udslettet hele landbrugssamfund i området. Omkostningerne ved skader blev anslået til at være $ 2 milliarder på det tidspunkt, tæt på $ 9 milliarder nu.

Årsagen til sammenbruddet viste sig at være hydraulisk rørledning eller intern erosion forårsaget af vand, der siver gennem jorden og svækker den samlede struktur. Darcy's lov på arbejde.

For at forhindre dette graver ingeniører vægge under overfladen for at bremse Darcy's lov og jordfordampning eller i lægmandssprog, når jord opfører sig som vand. Dette er kviksand.

"Det er bare en af ​​de komplekse fejltilstande, som civilingeniører skal overveje, når de designer en struktur, der kan interagere med vand, den store eroder," skriver Professional Engineering på sin blog.

En almindelig måde at håndtere udsivning på er en afskæringsvæg, ”Typisk involverer metoden installation af en fysisk afskæringsvæg eller barriere med meget lav permeabilitet omkring udgravningens omkreds for at forhindre grundvand i at komme ind i arbejdsområdet,” forklarer grundvand Ingeniørarbejde.

Bævere får det hele til at se så let ud.


Se videoen: Klogskab Fuldt Show. 2018 Tour (December 2021).