Проницаемость почвы — характеристики, закон Дарси

Свойство почвы, благодаря которому она пропускает через себя поток жидкости, называется проницаемостью почвы. Пористость в почвенном материале обусловлена наличием в нем пустот. Свойство проницаемости проявляется, когда эти промежутки соединяются, создавая путь для движения жидкостей. В целом, почва является пористой и проницаемой по своей природе.

Почва с высокой пористостью обладает высокой проницаемостью. Почва с меньшим значением проницаемости относится к категории непроницаемых. Здесь объясняются некоторые основные характеристики, связанные с проницаемостью почвы.

Содержание: [показать]

Необходимость изучения
Проницаемость

Проницаемость — одно из важнейших инженерных свойств грунта, которое является решением ряда инженерных проблем, встречающихся в строительстве. Некоторые из них:

  • Оседание фундамента и зданий
  • Просачивание под земляными сооружениями
  • Просачивание через земляные сооружения
  • Урожайность колодцев
  • Контроль гидравлической устойчивости массивов
  • Для проектирования фильтра в гидротехнических сооружениях с целью предотвращения обводнения
  • Общий напор и
    Гидравлический напор

    Поток воды через почву зависит от проницаемости почвы и гидравлического напора, вызывающего поток. На рисунке 1 показаны два сосуда A и B с водой, которые соединены небольшой трубкой, содержащей образец почвы. Длина трубки равна ‘L’.

    Проницаемость почвы - характеристики, закон ДарсиРис.1

    Полный напор в любой
    точке текущей жидкости равен сумме высотного напора (z), напора давления и напора скорости.
    скоростного напора. Течение воды в почве чрезвычайно медленное, поэтому
    скоростным напором пренебрегают. Высотный напор — это расстояние от базовой точки
    линии до точки, относительно которой определяется гидравлический напор. Напор
    напор определяется с помощью пьезометра, наконечник которого помещается в точке
    где определяется напор.

    На основании рисунка 1 определены суммарные напоры в точках 1, 2 и 3, которые представлены в таблице ниже.

    Точка
    Высота над уровнем моря
    Напор(z)

    Давление
    Напор (показания пьезометра)

    Общий
    Напор

    1
    -z1
    h1
    h
    2
    -z2
    h2
    h’
    3
    -z3
    h3
    0

    Из определенного общего напора, ‘h’ называется гидравлическим градиентом. Гидравлический напор определяется как разность высот уровней воды в точках входа и выхода рассматриваемого грунтового массива. Гидравлический градиент определяется как потеря напора на единицу длины потока жидкости через почву. Его также называют эффективным напором. Гидравлический градиент представлен символом «i», который задается формулой:

    i = h/L

    Где, h = гидравлический
    напор; L= длина образца грунта

    Закон Дарси и
    Коэффициент проницаемости

    Закон Дарси изучал ламинарный поток жидкости в однородном почвенном профиле и показал, что скорость потока (v) прямо пропорциональна гидравлическому градиенту (i). т.е.

    v =ki

    Где k — константа, называемая коэффициентом проницаемости. Эта скорость потока также называется поверхностной скоростью или скоростью нагнетания.

    Если скорость нагнетания
    скорость (v) известна, расход (q) может быть получен как:

    q = vA = kiA

    Где «A» — площадь поперечного сечения почвы, включая твердые частицы и пустоты.

    Когда гидравлический
    когда гидравлический градиент равен 1, k = v;

    Следовательно, коэффициент проницаемости можно определить как скорость потока, возникающего в почве при единичном гидравлическом градиенте. Единица измерения коэффициента проницаемости — мм/сек или см/сек или м/день;

    Коэффициент
    Проницаемость для различных типов почв

    Коэффициент проницаемости зависит от размера частиц, структуры почвенной массы, коэффициента пустотности, свойств воды, формы частиц, примесей воды, адсорбированной воды и т.д.

    Читайте также Факторы, влияющие на проницаемость почв

    Сл. нет Тип почвы Коэффициент проницаемости (мм/сек) Дренажные свойства
    Чистый гравий
    101 — 102
    Очень хорошо
    Крупный и средний песок
    10-2 — 101
    Хорошо
    Мелкий песок, рыхлый ил
    10-4 — 10-2
    Хорошо
    4
    Плотный ил, глинистый ил
    10-5 до 10-4
    Плохо
    5
    Шелковистая глина и глина
    10-8 — 10-5
    Очень плохо

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой