透水率渗透系数转换
渗透系数
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
根据《混凝土质量控bai制标准》,国家对混凝土的du抗渗等级划分为zhiP4、P6、P8、P10、P12这五个。
相应表dao示能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa的静水压力而不渗水,换而言之就是混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。
抗渗等级≥P6的混凝土为抗渗混凝土。
一般的污水处理大概P6就可以了。
扩展资料:渗透系数的测定方法主要分实验室测定和野外现场测定两大类:1、实验室测定法:目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为常水头法和"变水头法两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。
变水头试验法就是试验过程中水头差一直随时间而变化。
2. 野外现场测定法:渗水试验(infiltration test)一般采用试坑渗水试验,是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。
试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。
透水率和渗透性之间的区别----谢克
透水率和渗透性之间的区别很多人把透水率和渗透性等同看待,也没有太在乎试验方法之间的差别。
(1)透水率的概念也叫单位吸水率,是压水试验过程过程中,每分钟(min)每米(m)试段在每米(m)压头下的注入水量(L)。
单位国际标准采用吕荣Lu。
压水试验规范中说透水率“表达岩体透水性的指标”,个人感觉欠妥,把大家搞糊涂了。
正确的说法是“反映岩体可灌性的指标”,尽管和岩石渗透系数K有相关关系,甚至很好的相关关系,是不同的概念和机理。
希望将来哪位把它改过来。
下面再仔细讨论“透水率”和“渗透性”的恩恩怨怨!(2)透水率的工程意义首先,要把压水试验和常规的抽水、注水试验区别一下,目前认为它是为灌浆目的而进行的水文地质试验,就足够。
透水率是反映岩体可灌性的指标,其大小直接影响设计的方案。
比如基础防渗设计标准是3Lu,目前基础一下50米很多岩体透水率是5Lu,那么防渗设计一般要求做到(a)相对隔水层[封闭帷幕]或(b)足够深度[悬挂帷幕,要进行渗透计算确定]显然,如果是交钥匙工程,投标时资料不权,估计透水率比较小,结果中标后,补充勘察发现有大面积透水性很强的岩层。
工程意义就是,你的帷幕防渗工作量包不住,赔钱!意义重大。
(3)透水率吕荣Lu和渗透系数K的关系上面也提到了,数值上有很好的关系,工程中老总会用1Lu≈1.0E-7m/s来把透水率转化成渗透性。
这也是把大家搞糊涂的原因。
也不反对这个简化转换,确实有这个近似数值关系。
哈哈(4)两者的区别也是明显的:(a)两者不是线性关系层流状态可以用以上简化关系,如果是非稳定流,就不适合了。
规范说小于10Lu 可以直接数值转换,也有公式。
接触了Christin Kutzner德国岩土大坝专家的一本书,上面就有两者的曲线。
绝对不是线性的。
因此,大家要理解实践简化和真实解的区别。
(b)试验状态不一样常规渗透试验,如抽水、常水头、降水头渗透试验,都是利用稳定地下水位随时间的变化来确定的岩石的渗透系数的,关键的一条,对岩石本身的扰动很小,降落漏斗的形成、发展和水位恢复时间很长,是一个很“温柔”的试验过程。
渗透计算表
Q=BKTH/(2b+T)
0.000376 3.336227119 万m3/年
单位吸水量w
稳定流量Q(L/min)
25
压力水头高度s(m)
24
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验段长度L(m)
9.15
单位吸水量w
0.113843352
注水试验K计算表
钻孔半径r(m) 稳定流量Q(m3/d) 孔中水头高度s(m) 实验段长度L(m) 渗透系数k(m/d)
8.3 3.33 2.9 4.843333333
2.47E-01 1.94E+01 4.39E+00 8.00E+00
32.66666667
k=0.366Q/L/S*lg(2l/r)
15.69 22.39
7.59
2.8 2.2 5.0 9.2
4.8433
坝渗漏量计算(无压层流) 5 21 39 5
22.5 10.5 1131.345454 .366KH(h1+h2)㏒10(B/r0)
41.29410908 万m3/年
注水试验K计算表
坝肩引用半径r0 上游透水层厚度h1 下游透水层厚度h2
渗透量Q(m3/d) Q=0.366KH(h1+h2)㏒10(B/r0)
坝基渗漏量计算
渗透系数K(m/d)
0.324864
上下游水位差H(m)
21
渗漏带宽度B(m)
60
坝底宽度2b(m)
72
透水层厚度T(m)
20.7
渗透量Q(m3/d)
91.40348272
0.045 273.6 1.65
6.7 22.40883184
k=0.366Q/L/S*lg(2l/r)
透水率和渗透系数换算
透水率和渗透系数换算
渗透率和渗透系数是测量土壤结构对水渗透性的两种重要参数,它们
之间存在关系。
因此,有必要掌握渗透率和渗透系数之间的转换。
一、定义
1.渗透率:渗透率是指水在土壤中的迁移速率,通常用单位时间内透
水平面移动的水体厚度来表示,常用单位是mm/h;
2.渗透系数:渗透系数是指土壤内每一公制厘米向某一方向运动的水量,它是渗透率的倒数,常用单位是cm/s或cm/min。
二、计算公式
1.渗透率(mm/h)和渗透系数(cm/s)之间的转换:
K(mm/h)=3600/K(cm/s)
2.渗透率(mm/h)和渗透系数(cm/min)之间的转换:
K(mm/h)=60/K(cm/min)
三、说明
1.渗透率、渗透系数与土壤类型、水体流动距离及孔隙结构等有关;
2.渗透率和渗透系数是土壤水动力研究中重要参数,广泛用于灌溉和排水工程设计,土壤耕作安排和土壤肥料管理等;
3.渗透系数和渗透率都表示土壤水分固结性,有助于提高其对水分运移的判断;
4.渗透率和渗透系数均随着孔隙结构的变化而变化,孔隙度的增加,渗透率和渗透系数会减小。
关于渗透系数与透水率关系的公式推导与探讨
关于渗透系数与透水率关系的公式推导与探讨摘要:地层的透水性强弱是确定水利水电工程防渗设计方案的依据,同时也是评判防渗施工效果的依据。
目前衡量地层透水性强弱的常用指标有2个:一个是渗透系数,一个是透水率。
关于渗透系数和透水率的关系问题一直被人们关注和研究,但研究成果也存在很多差别。
本文通过构建钻孔压水模型,并对渗透系数计算公式进行推导,从公式角度分析二者之间的关系和影响因素,并结合工程实际进行分析和探讨,以便能给同行一定的借鉴和参考。
关键词:渗透系数;透水率;关系;探讨1.前言地层的透水性强弱是确定水利水电工程防渗设计方案的依据,同时也是评判防渗施工效果的依据。
目前衡量地层透水性强弱的常用指标有2个:一个是渗透系数,一个是透水率。
渗透系数使用范围广泛,从起初的天然土层、岩层,到后来的人造砂浆、混凝土,甚至塑料、金属材料等,基本囊括了所有材料,对其检测主要分为室内试验和野外现场试验两种。
透水率(吕荣值)则主要用于岩石地层,通过现场钻孔压水试验测得(基本无室内试验),主要用于与钻孔相关的工程勘察和基础防渗工程中。
关于渗透系数和透水率的关系一直被人们关注和研究,但研究成果也存在很多差别。
本文通过构建钻孔压水模型,并对渗透系数计算公式进行推导,从公式角度分析二者之间的关系和影响因素,并结合工程实际进行分析和探讨,以便能给同行一定的借鉴和参考。
2渗透系数介绍渗透系数一词起源于1856年,是法国水力学家亨利·达西(Henry Darcy),通过对均质砂土进行大量渗流试验研究,得出孔隙介质的渗流能量(水力梯度J,无量纲)与渗流速度V之间呈线性正比关系,即达西定律,公式为“V=KJ”, K定义为渗透系数。
渗透系数由渗透介质本身特性决定。
达西定律是反应流体在多孔介质内运动的基本规律,也是从宏观角度描述渗流过程的统计规律。
达西定律适用条件是:土体骨架不变形,流态为不可压缩牛顿流体的层流渗流。
达西定律本文过不多介绍,现以塑性混凝土室内渗透系数试验为例,进行说明。
渗透系数
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
各类土的渗透系数经验值如下:(cm×s-1)黏土:<1.2×10-6粉质黏土渗透系数:1.20×10-6~6.0×10-5,粉土渗透系数:6.0×10-5~6.0×10-4黄土渗透系数:3.0×10-4~6.0×10-4,粉砂渗透系数:6.0×10-4~1.2×10-3细砂渗透系数:1.20×10-3~6.0×10-3,中砂渗透系数:6.0×10-2~2.40×10-2粗砂渗透系数:2.40×10-2~6.0×10-2,砾石渗透系数:6.0×10-2~1.8×10-1土渗透性测定方法:土的渗透系数(即渗透性指数)的测定方法很多,可归纳为直接法和间接法两类:直接法包括常水头法和变水头法试验,前者适用于渗透性较大的土,后者适用于渗透性较小的土;间接法包括根据固结试验成果计算和根据颗粒大小分布计算,前者适用于粘性土,后者适用于无粘性土。
试验方法又可分为实验室测定和现场测定两类。
吕荣值和渗透系数K之间关系
透水率q 和渗透系数K 之间不是简单的对应关系,各种条件下通过q 计算K 的公式也很多。
SL 31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》推荐:当试段位于地下水位以下,透水率在10 Lu 以下,P —Q 曲线为A 型(层流型)时,可用下式求算渗透系数rHL Q k 1ln 2π=式中:K —地层渗透系数,m/d;Q —压水流量,m 3/d ;H —试验压力,以水头表示,m;L —试验段长度,m ;r —钻孔半径,m 。
按照上式,如假定压水试验的压力为1 MPa (即100 m 水头),每米试段的压人流量为1 L/min (即1.44 m 3/d ),试段长度为5m 。
即在透水率为1 Lu 的条件下,以孔径为56~150 mm 计算得的渗透系数为(1.37~1.11)×10-5 cm/s 。
由此可见,作为近似关系,1 Lu 相当于渗透系数为10-5 cm/s 。
严格地讲,渗透系数K 与单位吸水量w 间并无固定关系。
但有时为设计计算方便起见,通过实践大致有以下几种认识:(1)K =(1.5~2)×w (K 的单位为m/d,w 的单位为L/min.m.m )例如:某大坝基岩透水性,单位吸水量w 平均值为0.08L/min.m.m ,试求其相应的渗透系数K 。
若采用K=2w 时,则K =2×0.08=0.16(m/d )=1.85×10-4cm/s 。
采用K =1.5w 时,则K =1.5×0.08=0.12(m/d )=1.39×10-4cm/s 。
(2)国外资料认为 1Lu =1.3×10-5cm/s 。
(3)国外有些学者和单位给出了渗透系数K 与吕荣值的相关关系图,见下图。
由图中可以看出:当K =10-7m/s (即10-5cm/s )时,吕荣值大约为1~3;当K =10-5m/s (即10-3cm/s )时,各曲线的吕荣值均大于30。
渗透系数
一、渗透系数概念渗透系数(hydraulic conductivity)是指在各向同性介质中,单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,是综合反映土体渗透能力的一个指标,又称水力传导系数,符号为K。
渗透系数正确确定数值对渗透计算有着非常重要的意义,其大小主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等。
又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
二、渗透系数意义及计算方法渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值。
渗透系数的表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
土工膜、复合土工膜、土工布、土工格栅、土工带、土工袋等等都叫土工合成材料。
渗透系数是指一种土工合成材料的自身特性指标;比如,土工布、土工膜、软水管等。
而根据水流的方向不同测定土工布的渗透系数,分垂直渗透系数和水平渗透系数。
就是说土工合成材料的渗透系数是广义的,泛指的。
而垂直渗透系数是土工布特有的。
渗透系数
渗透系数水泥土作为道路路面基层、护坡修筑、衬砌注灌、地基加固、基础夯土和铺垫等工程的常见材料,具有经济耐久、就地取材、施工简便等优点,并以其施工期短、可加固深度大、处理效果好等特点广泛应用在软弱地基加固处理工程中。
水在土体中渗透,一方面会造成水量损失,影响工程效益;另一方面将引起土体内部应力状态的变化,从而改变水土建筑物或地基的稳定条件,甚者还会酿成破坏事故。
渗透与土的强度、变形问题一样,也是土力学中主要研究课题之一。
渗透性是土体的重要物理参数,是反映土体渗透能力的重要指标,工程设计时对渗透系数有明确要求。
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法,包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
水泥土是一种强度介于素土与混凝土之间的一种物质,其抗渗性能好,一般渗透系数k=1 x10-9~1 x10-6cm/s,因此常应用于基坑维护及大江大河堤防等防渗工程中。
渗透系数
渗透系数
渗透系数定义
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,计算公式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
渗透系数计算公式
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数k的精确计算公式比较困难,通常可通过试验方法,包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
渗透系数的测定和影响因素
渗透系数k是一个代表土的渗透性强弱的定量指标,也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。
不同种类的土,k值差别很大。
因此,
准确的测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。
渗透系数的测定方法
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
(目前在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
)。
吕荣值与渗透系数关系
吕荣值与渗透系数关系透水率q 和渗透系数K 之间不是简单的对应关系,各种条件下通过q 计算K 的公式也很多。
SL 31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》推荐:当试段位于地下水位以下,透水率在10 Lu 以下,P —Q 曲线为A 型(层流型)时,可用下式求算渗透系数 r HL Q k 1ln 2π= 式中:K —地层渗透系数,m/d;Q —压水流量,m 3/d ;H —试验压力,以水头表示,m;L —试验段长度,m ;r —钻孔半径,m 。
按照上式,如假定压水试验的压力为1 MPa (即100 m 水头),每米试段的压人流量为1 L/min (即1.44 m 3/d ),试段长度为5m 。
即在透水率为1 Lu 的条件下,以孔径为56~150 mm 计算得的渗透系数为(1.37~1.11)×10-5 cm/s 。
由此可见,作为近似关系,1 Lu 相当于渗透系数为10-5 cm/s 。
严格地讲,渗透系数K 与单位吸水量w 间并无固定关系。
但有时为设计计算方便起见,通过实践大致有以下几种认识:(1)K =(1.5~2)×w (K 的单位为m/d,w 的单位为L/min.m.m )例如:某大坝基岩透水性,单位吸水量w 平均值为0.08L/min.m.m ,试求其相应的渗透系数K 。
若采用K=2w 时,则K =2×0.08=0.16(m/d )=1.85×10-4cm/s 。
采用K =1.5w 时,则K =1.5×0.08=0.12(m/d )=1.39×10-4cm/s 。
(2)国外资料认为 1Lu =1.3×10-5cm/s 。
(3)国外有些学者和单位给出了渗透系数K 与吕荣值的相关关系图,见下图。
由图中可以看出:当K =10-7m/s (即10-5cm/s )时,吕荣值大约为1~3;当K =10-5m/s (即10-3cm/s )时,各曲线的吕荣值均大于30。
渗透系数
1渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.2意义及计算方法渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值表示岩土透水性能的数量指标。
亦称水力传导度。
可由达西定律求得:q=KI式中q为单位渗流量,也称渗透速度(米/日);K为渗透系数(米/日);I为水力坡度,无量纲。
可见,当I=1时,q=K,表明渗透系数在数值上等于水力坡度为1时,通过单位面积的渗流量。
岩土的渗透系数愈大,透水性越强,反之越弱。
渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响。
在均质含水层中,不同地点具有相同的渗透系数;在非均质含水层中,渗透系数与水流方向无关,而在各向异性含水层中,同一地点当水流方向不同时,具有不同的渗透系数值。
一般说来,对于同一性质的地下水饱和带中一定地点的渗透系数是常数;而非饱和带的渗透系数随岩土含水量而变,含水量减少时渗透系数急剧减少。
渗透系数
简介
又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.
编辑本段意义及计算方法
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值
编辑本段渗透系数的测定方法
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。如图:
试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间t内流经试样的水量V,则
渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响。
渗透系数
渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
常水头法测渗透系数k1.实验室测定法目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。
如图:试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。
待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间t 内流经试样的水量V,则V = Q*t = ν*A*t根据达西定律,v = k*i,则V = k*(△h/L)*A*t从而得出k = q*L / A*△h=Q*L /( A*△h)常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。
粘性土由于渗透系数很小,渗透水量很少,用这种试验不易准确测定,须改用变水头试验。
变水头试验法就是试验过程中水头差一直随时间而变化,其装置如图:变水头法测渗透系数水从一根直立的带有刻度的玻璃管和U形管自下而上流经土样。
试验时,将玻璃管充水至需要高度后,开动秒表,测记起始水头差△h1,经时间t 后,再测记终了水头差△h2,通过建立瞬时达西定律,即可推出渗透系数k 的表达式。
设试验过程中任意时刻t 作用于两段的水头差为△h,经过时间dt后,管中水位下降dh,则dt时间内流入试样的水量为dVe = -a dh式中a 为玻璃管断面积;右端的负号表示水量随△h的减少而增加。
岩石的渗透系数与渗透率区别与联系
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体,渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质,体积流量为13m 时,多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆,其中,各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数,其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率(k )用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米(2m μ) 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1 渗透性差5 测定步骤5.1 试件描述试件干燥前,核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填入附录B。
5.2 测量试件尺寸对试件描述后,应核对编号,并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径,在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度,将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥,//),填入附录B。
5.3 压力选择5.3.1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节,一般为0.06~0.09MPa。
5.3.2 围压一般为0.4~0.5MPa。
5.4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5.5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1:1的实心钢柱代替试件,按图1装入试件夹持器,检验测定系统,测定系统如图2。
开动空气压缩机,顺序加围压和渗透压力至选定值,保持5min不漏气,确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖;2、7—压片;3—橡胶套;4—夹持器外壳;5—试件(或钢柱);6—下端盖;8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。
岩石的渗透系数与渗透率区别与联系
某些岩石的渗透系数值2 渗透率2.1渗透率的定义渗透率:压力差为1pa 时,动力黏滞系数为lpa.s 的渗流液体,渗流通过面积为12m 长度为1m 的多孔介质,体积流量为13m 时,多孔介质的渗透率定义为12m 。
实际中采用2m μ为实用单位。
定义式为=10QL k A p μ∆,其中,各参量与以上的参量相同 2.2渗透率的物理意义及影响因素渗透率是表征土或岩石本身传导液体能力的参数,其大小与孔隙度、液体渗透方向上空隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关,而与在介质中运动的液体性质无关。
渗透率(k )用来表示渗透性的大小。
2.3渗透率的评价渗透率的评价级别平方微米(2m μ) 评价 1>1.0 渗透性极好 20.1—1.0 渗透性好 30.01—0.1 渗透性一般 4 0.001—0.1 渗透性差5 测定步骤5.1 试件描述试件干燥前,核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题等进行描述,并填入附录B。
5.2 测量试件尺寸对试件描述后,应核对编号,并测量尺寸。
在其高度方向的中部两个相互垂直的方向上测量直径,在过端面中心的两个相互垂直的方向上测量高度,将其平均值以及试件编号和试件轴线与层理方向的关系(⊥,//),填入附录B。
5.3 压力选择5.3.1 入口端渗透气体压力视试件致密程度进行调节,一般为0.06~0.09MPa。
5.3.2 围压一般为0.4~0.5MPa。
5.4 皂膜流量计选择视试件渗透率的大小选用不同直径的皂膜流量计。
预计渗透率大的可选较大直径的皂膜流量计。
5.5 测定系统检验每次测定前用直径25mm、高径比1:1的实心钢柱代替试件,按图1装入试件夹持器,检验测定系统,测定系统如图2。
开动空气压缩机,顺序加围压和渗透压力至选定值,保持5min不漏气,确认系统完好。
图1 试件夹持器示意图1—上端盖;2、7—压片;3—橡胶套;4—夹持器外壳;5—试件(或钢柱);6—下端盖;8—钢柱图2 渗透率测定系统示意图3 渗透系数与渗透率的区别与联系渗透系数和渗透率是两个完全不同的概念。
常见渗透系数
常见渗透系数岩体渗透系数常见的不同岩土体的渗透系数归纳如下(参考《地下水水文学原理》余钟波、黄勇著),通常如果一种材料的渗透系数小于10-9m/s 时,可以认为具有很低的渗透性,如黏土、泥岩等。
松散岩体:渗透系数(m/s):砾石3×10-4 ~ 3×10-2粗砂9×10-7 ~ 6×10-3中砂9×10-7 ~ 5×*10-4细砂2×10-7 ~2×10-4粉砂1×10-9 ~ 2×10-5漂积土1×10-12 ~ 2×10-6黏土1×10-11 ~ 4.7×10-9沉积岩:渗透系数:礁灰岩1×10-6 ~ 2×10-2石灰岩1×10-9 ~ 6×10-6砂岩3×10-10 ~ 6×10-6粉砂岩1×10-11 ~ 1.4×10-8岩盐1×10-12 ~ 1×10-10硬石膏4×10-13 ~ 2×10-8页岩1×10-13 ~ 2×10-9结晶岩:渗透系数(m/s):渗透性玄武岩4×10-7 ~ 2×10-2玄武岩2×10-11 ~ 4.2×10-7花岗岩3.3×10-6 ~ 5.2×10-5辉长岩5.5×10-7 ~ 3.8×10-6裂隙化火山变质岩8×10-9 ~ 3×10-4岩体渗透率渗透系数和渗透率之间的关系:渗透系数={(密度*g)/动力粘度}*渗透率=(g/运动粘度)*渗透率。