Фильтрационные свойства грунтов - Основы движения грунтовых вод
Под пористыми материалами понимают твердые тела, содержащие в достаточно большом количестве пустоты, характерный размер которых мал по сравнению с характерным размером тела (или пространства, занятого пористой средой). Пустоты в грунтах подразделяются на поры, трещины и каверны.
Фильтрационные свойства грунтов зависят от состава и характеристик грунтов.
Пористость - отношение объема пор к объему грунта достаточно большому (по сравнению с размерами частиц грунта и порами):
.
В механике грунтов используется понятие коэффициент пористости - отношение объема пор к объему минеральной части (скелета) в данном объеме :
; ; .
Пористость всегда меньше единицы, а коэффициент пористости может быть и меньше, и больше единицы (до 4 в глинистых грунтах).
Грунт характеризуется поверхностной пористостью
,
Где - суммарная площадь пор в пределах выделенной площади (рис. 27.1). Величину - называют также просветностью.
По (27.1) определяется средняя пористость выделенного объема, местная пористость определяется как предел
.
Средние значения пористости и поверхностной пористости совпадают.
Часть пор бывает замкнутыми, не сообщающимися с другими порами. Вода, находящаяся в замкнутых порах, не участвует в фильтрации. Часть пор может быть занята защемленным воздухом. Выделяют общую (абсолютную) пористость и активную (эффективную) пористость. В последнем случае под в (27.1) понимают объем только сообщающихся между собой пор, через которые движется жидкость.
По размерам поры и трещины разделяют на сверхкапиллярные, по которым происходит свободное перемещение жидкости, капиллярные и субкапиллярные. Размеры сверхкапиллярных пор - более 0,5 мм; сверхкапиллярных трещин - более 0,25 мм; капиллярных пор - от 0,5 до 0,002 мм, капиллярных трещин - от 0,25 до 0,0001 мм. По капиллярным порам и трещинам движение происходит при большом влиянии сил поверхностного натяжения. Грунты с более мелкими порами и трещинами очень слабо проницаемы для жидкостей и газов.
Ориентировочные значения пористости приведены в табл. 27.1.
Трещиноватость скальных грунтов характеризуется модулем трещиноватости, равным количеству трещин на 1 м линии измерения в изучаемом грунте. Модуль трещиноватости изменяется от значений менее 1,5 (слабо трещиноватые) до более 30 (сильно трещиноватые). Поверхностная трещинная пористость
Таблица 27.1
Грунты |
Грунты | ||
Гравий, 220 мм Песок, 0,052 мм |
|
Супесь Суглинки Глина Торф |
|
,
Где - суммарная площадь трещин в пределах выделенной площадки. Наконец, пористость (трещинная пустотность)
Где - объем трещин в объеме грунта. Трещинная пустотность изменяется в пределах 0,05-7-0,005.
Грунт называется однородным, если его фильтрационные свойства не зависят от координат рассматриваемой точки, и неоднородным, если его фильтрационные свойства зависят от местоположения рассматриваемой точки.
Грунт называется изотропным, если его фильтрационные свойства не зависят от направления движения жидкости и, наоборот, анизотропным, если его фильтрационные свойства зависят от направления движения жидкости.
Фиктивный грунт (шарообразные частицы одинакового диаметра) - однородный и изотропный.
Грунт, состоящий из одинаково ориентированных параллелепипедов или цилиндров одинакового размера, - однородный, но анизотропный.
Грунты могут состоять из ряда слоев, в каждом из которых фильтрационные свойства различны.
Далее будем рассматривать установившееся движение грунтовых вод в однородном изотропном (фиктивном) грунте с, подстилаемом плоским водонепроницаемым слоем (водоупором). Рассматривается движение в полностью насыщенном грунте.
Похожие статьи
-
Коэффициент фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Коэффициент фильтрации равен скорости фильтрации при =1. Он зависит от свойств пористой среды (формы, размеров, взаимного расположения шероховатости...
-
Скорость фильтрации. Линейный закон фильтрации - Основы движения грунтовых вод
Так как грунты в целом характеризуются неупорядоченным, случайным расположением частиц и случайным характером порового пространства, то применение...
-
ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД, Виды движения грунтозых вод - Основы движения грунтовых вод
Виды движения грунтозых вод Как известно, вода в горных породах (в грунтах) может быть в виде пара, капиллярной, а также гравитационной воды....
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Выполним интегрирование уравнений (27.20), (27.20а), (27.20б). Введем относительную глубину или. При этом очевидно, что. Для ; Для ; Для . После...
-
Такое движение наиболее часто встречается в виде безнапорного - со свободной поверхностью (рис. 27.4). Для него справедлива формула Дюпюи (27.12)....
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Особенности плавно и резко изменяющегося движения грунтовых вод - Основы движения грунтовых вод
Выделим при плавно изменяющемся движении два сечения, расположенные на расстоянии (рис. 27.2), считая их плоскими, а давления в этих сечениях...
-
Приток к горизонтальным водоприемным устройствам - Основы движения грунтовых вод
Водосборная галерея. Найдем приток к водосборной галерее при безнапорном плавно изменяющемся движении грунтовых вод по горизонтальному водопроницаемому...
-
Грунты и их физико-механические свойства - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических скважин объектом воздействия и изучения является грунт. Выбор техники и технологии бурения во многом определяется...
-
Коллекторские свойства горных пород - Коллекторы и флюидоупоры
Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пор (пустот). Пористость характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы. В...
-
Особенности фильтрации жидкостей в трещиноватых и трещиновато-пористых средах Движение жидкости или газа в трещине можно представить себе как движение в...
-
Выведем дифференциальные уравнения движения жидкости и газа в деформируемой трещиновато-пористой среде, считая, что в каждой точке имеется два давления...
-
Физико-химические свойства флюидов - Потымецкое куполовидное поднятие
На площади глубинные и поверхностные пробы нефти отобраны из пластов викуловской и тюменской свит. Отбор и исследование нефти проведены ЦЛ...
-
Рис. 6 Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины...
-
Мерзлые грунты и их классификация - Вечная мерзлота
Мерзлыми называются грунты с отрицательной температурой, в которых часть поровой воды находится в замерзшем состоянии (в виде кристаллов льда). Мерзлые...
-
Определение плотностных свойств горной породы - Построение паспорта прочности горной породы
Плотностные свойства обусловлены действием на породу гравитационного поля сил Земли (силы земного притяжения). К плотностным свойствам относятся:...
-
Сведения о запасах и свойствах пластовых флюидов - Гидравлический разрыв пласта
Физико-химические свойства нефтей, насыщающих углеводородных газов, свободного газа в газовой шапке и свойства пластовых вод Сугмутского месторождения...
-
Проектирование грунтовой плотины, Выбор типа плотины - Проектирование грунтовой плотины
Выбор типа плотины Тип плотины выбирают исходя из инженерно-геологических, гидрогеологических, гидрологических и климатических условий, наличия тех или...
-
Введение - Тектонические движения
Тектонические движения - это механическое перемещение земного вещества, вызывающее образование геологических структур или изменение их строения. Основной...
-
Центральные места Вальтера Кристаллера родились в рамках самой географической науки в ходе эмпирического изучения самого популярного объекта общественной...
-
Физико-химические свойства воды - Гидросфера как среда обитания
Из огромного количества физико-химических факторов, влияющих на население гидросферы, сравнительно немногие имеют ведущее экологическое значение. К таким...
-
Механічний склад грунтів і грунтоутворюючих порід - Основи грунтознавства
Механічні елементи, їхня класифікація і властивості Тверда фаза грунтів і грунтоутворюючих порід складається з часток різноманітного розміру, що...
-
Как объект горных разработок горные породы характеризуются различными технологическими свойствами - Крепостью, абразивностью, твердостью, буримостью,...
-
Карбонатные породы. Карбонатные породы - это осадочные образования, более чем на 50 % сложенные карбонатными минералами - солями угольной кислоты. По...
-
Литература - Основы инженерной геологии
1. Дружинин. М. К. Основы инженерной геологии. М.: Недра, 2005. С. 7-9, 10-11. 2. Швецов Г. И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и...
-
Оценка вязкости астеносферы, мантии и ядра - Движение вещества Земли
Характер тектонических процессов, протекающих на разных уровнях в твердой Земле, в значительной степени зависит от физических свойств отдельных ее...
-
Введение - Движение вещества Земли
Земля состоит из оболочек, для каждой из которых характерны свои формы движения вещества, своя скорость вращения. Вещество жидкого ядра Земли вращается...
-
А) азота; Б) магния; В) меди. Р = 3 Выберите из перечисленных элементов металлы: Ca, Fe, P, Аl, Br, O. А) Ca, P, O; Б) Fe, Al; В) Fe, Al, Br; Г) Ca, Al,...
-
Нормативные требования к проектированию поперечного профиля насыпи При проектировании используется СТН Ц-01-95. Ширина основной площадки земляного...
-
Насыпи, располагаемые в поймах рек, на мостовых переходах через водотоки называются пойменными. При их проектировании необходимо учитывать ряд...
-
Зональность природных условий Мирового океана - Основы географии
Районирование Водной Толщи . Зональность вод океана и их генетическое единство с зонами суши характеризуют общие черты природы ГО. Большой объем...
-
Барьеры в ГО - Основы географии
Барьерами называют участки ГО, которые оказывают существенное влияние на поля и потоки вещества и энергии, задерживая, трансформируя, усиливая или...
-
Контактные зоны - Основы географии
Это области взаимодействия различных сред или состояний, для которых характерны определенные процессы и явления, связанные с изменением свойств вещества....
-
Проявление тектонических движений носит сложный характер и не всегда однозначно можно определить генетический вид движений, приведший к тому или иному...
-
Круговорот воды в природе - Основы географии
Одним из важнейших процессов в ГО является Круговорот воды . Водные потоки выполняют большую разрушительную и одновременно созидательную работу,...
-
Заключение - Тектонические движения
Творческий анализ новых материалов привел многих ученых к убеждению в том, что в недрах земного шара происходило и происходит движение вещества,...
-
Породы-коллекторы представлены в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами, которые по разрезу переслаиваются с аргиллитами и...
-
Рассмотрим установившуюся фильтрацию жидкости и газа в деформируемом чисто трещиноватом пласте, в котором проницаемость изменяется в зависимости от...
-
Конструирование поперечного профиля - Проектирование грунтовой плотины
Поперечный профиль плотины должен иметь трапецеидальное очертание и размеры, обеспечивающие устойчивость тела плотины и ее основание при любых возможных...
Фильтрационные свойства грунтов - Основы движения грунтовых вод