Скорость фильтрации. Закон Дарси

Закон ламинарной фильтрации: Q=kFIT; где к- коэффициент фильтрации, характеризующий водопроницаемость породы (м/сут); I- градиент напора или гидравлический градиент (м/сут); F- площадь поперечного сечения тела (м²). Объем воды протекающей параллельными струями через проницаемое тело пропорционально гидравлическому уклону, времени и площади поперечного сечения этого тела. Градиент напора I показывает величину падения напора на единицу длины пути фильтрации (I=H/L).

Скорость фильтрации q=Q/FT (эта скорость называется кажущейся). Действительная скорость определяется с учетом пористости грунта. Скорость фильтрации воды в порах грунта прямо пропорциональна гидравлическому градиенту.

1 – начало фильтрации

2 – предел пропорциональности

3 – пропорциональность нарушается

q=QI для песчаных грунтов

q=k(I-I_н^’) для глинистых грунтов

14. Коэффициент фильтрации. Методы определения коэффициента фильтрации.

Коэффициент фильтрации зависит от:

1) Количества и размера пор в грунте;

2) Степени окатанности частиц;

3) Минералогического состава грунта;

4) Вида грунта;

5) Крупности песчаных грунтов;

6) От минерализации и температуры воды (т.е. от вязкости воды).

Методы определения коэффициента фильтрации:

1) Табличный (таблицы Плотникова);

2) Расчетный – использует связь коэффициента фильтрации грунта с его гранулированным составом, пористостью, степенью однородности.

3) Лабораторный – основан на изучении скорости движения воды через образец грунта при различных градиентах напора. При лабораторном методе используют два типа приборов: 1. с постоянным напором, моделирующие установившееся движение (универсальная трубка КФ, трубка Каменского); 2. с переменным напором (компресионно-фильтрационные приборы).

4) Полевой. Главные разновидности данного метода:

(1) Метод налива в шурфы:

(a) Метод Болдарева

(b) Метод Нестерова

(2) Метод откачки

Метод налива в шурфы применяют для определения фильтрующей способности в зоне аэрации. Суть: вода наливается в шурфы и под действием сил гравитации инфильтруется вниз и в стороны. Строится график зависимости расхода воды от времени Q(t). Коэфф. определяется из формулы Дарси. Недостаток метода Болдарева – неучет растекания воды в стороны и отсутствие учета действия капиллярных сил.