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:
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’.
Рис.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
- Ламинарный поток и турбулентный поток.
- СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ.
- Какие существуют типы течения жидкости в трубах?.
- Проницаемость грунта с помощью пермеаметра с постоянным напором – задачи и процедура.
- Факторы, влияющие на проницаемость грунта.
- Определение постоянных Дарси и Чези для потока в трубе.
- Экспериментальная проверка теоремы Бернулли.