Consolidation

Storyboard

>Model

ID:(381, 0)



Erosion Condition

Description

>Top


ID:(110, 0)



Dragging Condition of Plates

Equation

>Top, >Model


Con la ecuación de erosión

$ \rho_w v_{max} ^2\displaystyle\frac{ r }{ R ^2} > \rho_s g $



y la expresión de la velocidad máxima

$ v_{max} =-\displaystyle\frac{ R ^2}{4 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta L }$



se obtiene una condición que indica en función del gradiente de presión y largo del tubo aquellos radios para los cuales existe arrastre de las plaquitas.

$ \rho_w \displaystyle\frac{ r R ^2}{4^2 \eta ^2}\displaystyle\frac{ dp ^2}{ dL ^2}> \rho_s g $

$dL$
Change in Length
$m$
5423
$r$
Cylinder radial position
$m$
5420
$g$
Gravitational Acceleration
9.8
$m/s^2$
5310
$\rho_w$
Liquid density
$kg/m^3$
5407
$\Delta p_2$
Pressure Difference 2
$Pa$
5820
$\rho_s$
Solid Density
$kg/m^3$
4944
$R$
Tube radius
$m$
5417
$\eta$
Viscosity
$Pa s$
5422

ID:(3161, 0)



Condición de arrastre de plaquitas en el fondo del capilar

Equation

>Top, >Model


Si se considera el fondo del capilar en que r=R la ecuación

$ \rho_w \displaystyle\frac{ r R ^2}{4^2 \eta ^2}\displaystyle\frac{ dp ^2}{ dL ^2}> \rho_s g $



se reduce despejando en dp/dL a

$\displaystyle\frac{dp^2}{dL^2}>\displaystyle\frac{4^2\eta^2\rho_sg}{\rho_w R^3}$

$dL$
Change in Length
$m$
5423
$g$
Gravitational Acceleration
9.8
$m/s^2$
5310
$\rho_w$
Liquid density
$kg/m^3$
5407
$\Delta p_2$
Pressure Difference 2
$Pa$
5820
$\rho_s$
Solid Density
$kg/m^3$
4944
$R$
Tube radius
$m$
5417
$\eta$
Viscosity
$Pa s$
5422

en donde \eta es la viscosidad del agua, \rho_s la densidad solida de la arcilla, g la aceleración gravitacional, \rho_w la densidad del agua y R el radio del capilar.

ID:(4511, 0)



Slope and Erosion

Equation

>Top, >Model


Si se considera que el agua de vertientes surge por la presión que se arma dentro del suelo y se asume una columna de altura dh se tendrá que ante una pendiente de un cerro \alpha se tendrá una relación entre el largo del conducto dL y la altura del cerro:

$ \tan \alpha =\displaystyle\frac{ dh }{ dL }$

$dL$
Change in Length
$m$
5423
$\Delta h$
Height of liquid column
$m$
5819
$\theta$
Slope angle of the hillside
$rad$
4953

ID:(3176, 0)



Analysis of the Erosion Condition

Equation

>Top, >Model


Como una columna de altura \Delta h genera una presión igual a

$ \Delta p = \rho_w g \Delta h $



se tiene que la ecuación de erosión

$\displaystyle\frac{dp^2}{dL^2}>\displaystyle\frac{4^2\eta^2\rho_sg}{\rho_w R^3}$



se puede reescribir con

$ \tan \alpha =\displaystyle\frac{ dh }{ dL }$



como una condición del ángulo sobre el cual existirá erosión:

$ \tan \alpha >4 \eta \displaystyle\frac{ \rho_s }{ \rho_w ^3 g R ^3}$

$\alpha$
Erosion condition
$-$
4934
$g$
Gravitational Acceleration
9.8
$m/s^2$
5310
$\rho_w$
Liquid density
$kg/m^3$
5407
$\rho_s$
Solid Density
$kg/m^3$
4944
$R$
Tube radius
$m$
5417
$\eta$
Viscosity
$Pa s$
5422

ID:(3162, 0)