Grundwasserströmung und Potentialtheorie Projektübersicht Grundwasserströmung und Potentialtheorie

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Projektübersicht 2 Sand 1 Tonschicht A l Ton B nach oben gerichtet Sand

Grundwasserströmung & Potentialtheorie 1 Freier Grundwasserspiegel (Stauwasser, Schichtenwasser) Gespanntes Grundwasser: Standrohrspiegelhöhe oberhalb Schichtoberkante; wenn Standrohrspiegelhöhe oberhalb der Geländeoberfläche = artesisch gespanntes Grundwasser 2

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Strömung nach oben Wichte wird kleiner

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Symbolik nach DIN 4023 Anstieg des GW auf 366,7 m NN; 10 h nach dem Anbohren NN +366,7 GW-Niveau (20.1.04; 10 h) GW angebohrt bei +355, m NN NN +355,7

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Für geotechnische Berechnungen: Bemessungswasserstand Grundwassermessstellen (Pegel) NN +110,1 Ruhewasserstand in einem ausgebauten Bohrloch 20.01.04

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Laminare Strömung A = Durchflussquerschnitt k = Durchlässigkeitsbeiwert [m/sec] Ferner gilt: v = Fliessgeschwindigkeit durch A Gesetz von Darcy v ist ein integraler Wert, unabhängig vom Kornaufbau

Grundwasserströmung & Potentialtheorie wirklicher Fliessweg des Wassers A v vW …. wahre Geschwindigkeit des Wassers n …. Anteil des Poren Porenvolumen Gesamtvolumen

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Ebener Fall AP = Porenfläche Filtergeschwindigkeit Porenanteil

Grundwasserströmung & Potentialtheorie S, g´ H2 A Mergel (Mg) d h = 0 B fS, g Gesucht: wirksame Wichte des Mergels

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Projektübersicht OK (A) UK (B) Länge, auf der abgebaut wird Strömung von unten nach oben Wenn , dann liegt hydraulischer Grundbruch vor. Das Korngerüst ist gewichtslos, es gerät in Schwebe. Die Festigkeit geht verloren.

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Nachweis Gewicht Boden unter Auftrieb res. Strömungskraft Für homogenen Aufbau Bindige Zwischenlage hydraulisches Fenster

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Strömung durch geschichtetes Material G k1 S k2 U k3 b Gesucht: Abbau der Potenzialdifferenz in den 3 Schichten

Abbau der Potenzialdifferenz in den 3 Schichten Grundwasserströmung & Potentialtheorie Abbau der Potenzialdifferenz in den 3 Schichten Kontinuitätsbedingung Drei Gleichungen für die drei Unbekannten i1, i2, i3

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Annahme: d1 = d2 = d3

Grundwasserströmung & Potentialtheorie 2- dimensionale Strömung des Grundwassers dz Spundwand h = ? Q = ? u = ? dx

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Kontinuitätsbedingung oder auch Kombiniert mit dem Gesetz von Darcy, folgt die Differentialgleichung der Grundwasserströmung

Grundwasserströmung & Potentialtheorie kx = Durchlässigkeitsbeiwert in x - Richtung mit kx = kz also Isotropie folgt: Laplace- DGL der Grundwasserströmung

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Randstromlinien (RSL): undurchlässige Ränder Randpotentiallinien (RPL): Linien auf denen gilt: Potential = const. = h

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Lösung der DGL Potentiallinien mit h = const. Stromlinien in Richtung von v Potentiallinien und Stromlinien stehen senkrecht aufeinander und bilden krummlinige Quadrate. Insgesamt n Potentialsprünge von Potentiallinie i zu i+1 wird abgebaut (n gleiche Potentialsprünge)

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Punkt P: Energiehöhe 4 Potentialsprünge bereits zurückgelegt

Grundwasserströmung & Potentialtheorie Durch eine Stromröhre fließende Wassermenge allgemein gilt: b l m … Anzahl der Stromröhren (Gesamtmenge) Formfaktor