Водопроницаемость — различия между версиями
Материал из Недро.вики - горная энциклопедия
Sav (обсуждение | вклад) (Новая страница: «'''Проницаемость грунтов''' — способность грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт гра…») |
Sav (обсуждение | вклад) м (→Закономерности проницаемости) |
||
| (не показаны 2 промежуточные версии этого же участника) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
'''Проницаемость грунтов''' — способность грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт градиента напора. Связана с одним из важнейших процессов массопереноса в грунтах — фильтрацией воды (или иных жидкостей), изучаемой в инженерной геологии и гидрогеологии. | '''Проницаемость грунтов''' — способность грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт градиента напора. Связана с одним из важнейших процессов массопереноса в грунтах — фильтрацией воды (или иных жидкостей), изучаемой в инженерной геологии и гидрогеологии. | ||
| − | == | + | == Закономерности проницаемости == |
| − | + | Закономерности фильтрации воды в водонасыщенных грунтах при ламинарном режиме течения описываются законом Дарси: v = k<sub>ф</sub>∙ gradI, где v — линейная скорость фильтрации, см/с; k<sub>ф</sub> — коэффициент фильтрации, см/с; gradI — градиент напора, равный отношению величины падения напора (ΔH) к длине пути фильтрации (L), т.е. gradI = ΔH/L. Коэффициент фильтрации является основной характеристикой водопроницаемости грунтов и измеряется в см/c или м/сут. | |
| − | + | Для объёмной скорости фильтрации (v<sub>об</sub>), измеряемой в см<sup>3</sup>/c (или в м<sup>3</sup>/сут), закон Дарси имеет вид: v<sub>об</sub> = k<sub>ф</sub>∙S∙gradI = k<sub>п</sub>∙ρ<sub>w</sub>S∙gradI /η , где k<sub>п</sub> — коэффициент проницаемости грунта, в дарси (Д); S — площадь поперечного сечения, см<sup>2</sup>; ρ<sub>w</sub> — плотность воды, г/см<sup>3</sup>; η — вязкость воды, спз. | |
| − | |||
| − | + | Коэффициент проницаемости (k<sub>п</sub>) имеет размерность площади и в системе СИ измеряется в м<sup>2</sup>, а в СГС — в см<sup>2</sup>. На практике чаще используется другая единица измерения коэффициента проницаемости — дарси (Д); 1 Д = 1,02∙10<sup>−12</sup> м<sup>2</sup> = 1,02∙10<sup>−8</sup> см<sup>2</sup>. Соотношение между k<sub>ф</sub> и k<sub>п</sub> следует из выражения: k<sub>ф</sub> = k<sub>п</sub>∙ρ<sub>w</sub>/η. Уравнение Дарси в простой форме справедливо лишь в определенных пределах скоростей фильтрации, определяемых диапазоном числа Рейнольдса Re = 1 — 10. | |
| − | |||
| − | == | + | ==Факторы проницаемости== |
| − | + | Проницаемость грунтов зависит от большого числа факторов. Наиболее существенно на k<sub>ф</sub> влияют структурно-текстурные особенности грунта: гранулометрический состав, его однородность, форма и размер пор, ширина раскрытия трещин и т.п. В зависимости от этих факторов коэффициент фильтрации различных грунтов меняется в очень широких пределах. Увеличение геостатического давления приводит к уплотнению грунтов, уменьшению их пор, следствием чего является общее снижение k<sub>ф</sub> грунтов с глубиной. Наличие защемлённых газов уменьшает k<sub>ф</sub>. На величину k<sub>ф</sub> также влияют и особенности фильтрующейся жидкости, а также условия фильтрации. Среди внешних факторов наибольшее влияние на k<sub>ф</sub> оказывает температура: с её ростом происходит увеличение k<sub>ф</sub>. | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
[[Категория: Горная азбука]] | [[Категория: Горная азбука]] | ||
Текущая версия на 12:41, 17 января 2020
Проницаемость грунтов — способность грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт градиента напора. Связана с одним из важнейших процессов массопереноса в грунтах — фильтрацией воды (или иных жидкостей), изучаемой в инженерной геологии и гидрогеологии.
Закономерности проницаемости
Закономерности фильтрации воды в водонасыщенных грунтах при ламинарном режиме течения описываются законом Дарси: v = kф∙ gradI, где v — линейная скорость фильтрации, см/с; kф — коэффициент фильтрации, см/с; gradI — градиент напора, равный отношению величины падения напора (ΔH) к длине пути фильтрации (L), т.е. gradI = ΔH/L. Коэффициент фильтрации является основной характеристикой водопроницаемости грунтов и измеряется в см/c или м/сут.
Для объёмной скорости фильтрации (vоб), измеряемой в см3/c (или в м3/сут), закон Дарси имеет вид: vоб = kф∙S∙gradI = kп∙ρwS∙gradI /η , где kп — коэффициент проницаемости грунта, в дарси (Д); S — площадь поперечного сечения, см2; ρw — плотность воды, г/см3; η — вязкость воды, спз.
Коэффициент проницаемости (kп) имеет размерность площади и в системе СИ измеряется в м2, а в СГС — в см2. На практике чаще используется другая единица измерения коэффициента проницаемости — дарси (Д); 1 Д = 1,02∙10−12 м2 = 1,02∙10−8 см2. Соотношение между kф и kп следует из выражения: kф = kп∙ρw/η. Уравнение Дарси в простой форме справедливо лишь в определенных пределах скоростей фильтрации, определяемых диапазоном числа Рейнольдса Re = 1 — 10.
Факторы проницаемости
Проницаемость грунтов зависит от большого числа факторов. Наиболее существенно на kф влияют структурно-текстурные особенности грунта: гранулометрический состав, его однородность, форма и размер пор, ширина раскрытия трещин и т.п. В зависимости от этих факторов коэффициент фильтрации различных грунтов меняется в очень широких пределах. Увеличение геостатического давления приводит к уплотнению грунтов, уменьшению их пор, следствием чего является общее снижение kф грунтов с глубиной. Наличие защемлённых газов уменьшает kф. На величину kф также влияют и особенности фильтрующейся жидкости, а также условия фильтрации. Среди внешних факторов наибольшее влияние на kф оказывает температура: с её ростом происходит увеличение kф.