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Pourquoi les sables mouvants sont un cauchemar pour les ingénieurs civils


La construction d'un barrage demande beaucoup d'efforts, c'est une barrière destinée à retenir les torrents d'eau d'un lac ou d'une rivière. Ils sont généralement construits en béton ou en matériaux naturels tels que la terre ou la roche. Ils sont inspirés des innovations techniques des petites créatures de la forêt à fourrure.

Au fil du temps, les barrages ont été un aspect important de l'infrastructure de l'eau et ont évolué dans plus d'un but - l'approvisionnement en eau, l'énergie hydroélectrique, le contrôle des inondations, l'irrigation et la navigation.

Les barrages sont construits pour résister à l'incroyable puissance de l'eau, mais il existe un inconvénient naturel qui peut conduire à des conditions dangereuses et à l'érosion éventuelle d'un barrage. Sables mouvants. Il s'agit d'un sujet que YouTuber Professional Engineering explore dans sa vidéo intitulée «Comment les sables mouvants provoquent des échecs de barrage».

Autrefois considérée comme un fleuret pour Indiana Jones et la Princess Bride, cette «flaque de boue» est bien réelle pour les ingénieurs civils, qui luttent souvent contre cette «condition rapide» lors de la construction d'un barrage. Un élément souvent pris en compte lors de la construction d’un barrage est la loi de Darcy, qui porte le nom d’un expert français en hydraulique des années 1800. La loi de Darcy est «une équation qui définit la capacité d'un fluide à s'écouler à travers un milieu poreux tel que la roche».

La loi de Darcy est une chose que les ingénieurs essaient généralement d'éviter lors de la construction d'un barrage. Si vous construisez un barrage, vous le construisez sur les millions de minuscules fragments qui composent le sol, tous maintenus ensemble par une force gravitationnelle et une friction. L’eau et la friction ne vont pas de pair, et nous savons tous que l’eau est un élément important de la construction de barrages.

Barrage de Teton

L'eau peut s'infiltrer à travers les fragments de sol, les séparer et affaiblir l'infrastructure. Cela peut provoquer des catastrophes importantes telles que l'inondation du barrage de Teton qui a résulté de l'effondrement massif du barrage en terre de Teton. La catastrophe a tué onze personnes, détruit des milliers de maisons, d'entreprises et anéanti des communautés agricoles entières de la région. Le coût des dommages était estimé à 2 milliards de dollars à l'époque, près de 9 milliards de dollars actuellement.

On a découvert que la cause de l'effondrement était la tuyauterie hydraulique ou l'érosion interne causée par l'eau s'infiltrant dans le sol, affaiblissant la structure globale. La loi de Darcy au travail.

Alors pour éviter cela, les ingénieurs creusent des murs sous la surface pour ralentir la loi de Darcy et la liquéfaction du sol ou en termes simples, lorsque le sol se comporte comme de l'eau. C'est des sables mouvants.

«Ce n’est qu’un des modes de défaillance complexes que les ingénieurs civils doivent prendre en compte lors de la conception d’une structure susceptible d’interagir avec l’eau, le grand érodeur», écrit Professional Engineering sur son blog.

Un mur de coupure est une façon courante de traiter les infiltrations. «En règle générale, la méthode consiste à installer un mur ou une barrière physique de très faible perméabilité autour du périmètre de l'excavation pour empêcher les eaux souterraines de pénétrer dans la zone de travail», explique Groundwater. Ingénierie.

Les castors rendent tout cela si facile.


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