Priepustnosť v pôde – jej význam, vzorec a Darcyho zákon

Priepustnosť v pôde – jej význam, vzorec a Darcyho zákon | Priepustnosť | Priepustnosť význam | Priepustnosť v pôde | Darcyho zákon priepustnosti | Vzorec priepustnosti | Stanovenie priepustnosti | Priesaková rýchlosť | Rýchlosť výboja | Skúška konštantnej priepustnosti hlavy | Test premenlivej priepustnosti hlavy pri páde.

  Priepustnosť v pôde - jej význam, vzorec & Darcy's law
Priepustnosť v pôde – jej význam, vzorec a Darcyho zákon

Priepustnosť

Priepustnosť je fyzikálna vlastnosť porézneho materiálu, ktorá umožňuje prúdenie alebo prechod vody za nasýtených alebo takmer nasýtených podmienok cez vzájomne prepojené dutiny v pôde, v ktorých môže byť prúdenie vo forme laminárneho prúdenia alebo turbulentného prúdenia, prakticky problémy s prúdením vody v pôde. mechanika cez svoje prepojené dutiny, vo väčšine prípadov je prúdenie laminárne, kvalita alebo stav priepustnosti je priepustnosť, ktorá je spojená s vlastnosťami pórovitosti, typmi pôdy, textúrou pôdy a jej nárazovými vlastnosťami.

Štúdium priepustnosti je dôležité pre technické problémy pôdy, o ktorých sa diskutuje o tom, ktoré častice pôdy budú priepustnejšie alebo menej priepustné, tiež sa diskutuje o jej ovplyvňujúcom faktore, Darcyho zákone, metóde určovania priepustnosti pôdy.



Čím viac vody zaplnilo priestor pórov, vzduch sa vytlačil von, keď sa všetky póry v pôde zaplnili vodou, pôda sa nasýti, ktorá nie je schopná prežiť v koreňoch mnohých druhov rastlín a výsledkom je nasýtená pôda na rovnom teréne. v stojatých vodách, čo môže spôsobiť záplavy a môže viesť k zvýšenému objemu vody vstupujúcej do vodného útvaru. Závisí to od faktorov, ktoré predpovedajú relatívnu silu pôdneho indexu takými faktormi, ako sú textúra pôdy, distribúcia veľkosti častíc, drsnosť, tvar a stupeň prepojených dutín.

Význam priepustnosti

Priepustnosť je fyzikálna vlastnosť poréznych materiálov, ktorá sa bežne meria ako rýchlosť infiltrácie cez pôdu v danom časovom období a ktorá je známa aj ako hydraulická vodivosť, ktorá sa zvyčajne vyjadruje ako miera priepustnosti v centimetroch za deň, centimetroch za hodinu. alebo milimetre za hodinu ako určenie rýchlosti zavlažovania, na odhad štruktúry podzemnej vody a väčšinou sa používa na predpovedanie toho, ako bude voda prúdiť pôdnym médiom v poréznom médiu na rôznych miestach

Koeficient priepustnosti vyjadrený ako k v metroch za sekundu alebo v centimetroch za sekundu, ktorý hrá dôležité vlastnosti pre stanovené triedy priepustnosti pôdy v stavebníctve.

Priepustnosť v pôde

Priepustnosť v pôde hrá dôležitú úlohu v poréznych médiách pôdnych vzoriek na prenos vody za nasýtených alebo takmer nasýtených podmienok, ktoré zohrávajú úlohu v závislosti od niektorých ovplyvňujúcich faktorov, ako je textúra pôdy, distribúcia veľkosti častíc, drsnosť, tvar a vzájomné prepojenie pôdy. častice, takže môžeme považovať významný vplyv štruktúry pôdy a úlohy štruktúry pórov na schopnosti pôdy prepúšťať vodu.

Priepustnosť v pôde je definovaná ako vlastnosť pôdy, ktorá umožňuje tok vody cez prepojenú dutinu pôdy, ktorá je dôležitá pre inžinierske vlastnosti podstatného v probléme pôdneho inžinierstva, ako je napríklad sadanie stlačiteľnej vrstvy pôdy, sadanie budovy, výdatnosť priehrady. ,dobre, riadi hydraulickú stabilitu pôdnej hmoty, zabraňuje potrubiu používanému v hydraulických konštrukciách.

Priepustnosť v pôde tiež popisuje, ako sa voda skladá z vlastnosti pohybovať sa pôdou, voda sa veľmi ľahko pohybuje cez vysoko priepustné pôdy, ako sú pôdy s piesočnatými pôdami, ktoré majú veľký porézny priestor, ktorý sa veľmi rýchlo pohybuje pôdou, pretože piesočnaté pôdy sú vysoká priepustnosť znamená vysokú mieru infiltrácie a dobrú drenáž, v opačnom prípade má pôda ílovitý priestor s malými pórmi kvôli vode, čo umožňuje pomalé prenikanie pôdy do pôdy, čo znamená, že rýchlosť infiltrácie je pomalá a zlá drenáž.

Voľná ​​voda alebo gravitačná voda, ktorá má schopnosť pretekať pôdou pôsobením gravitácie a prietok vody závisí od priepustnosti pôdy a spádu, najdôležitejším faktorom súvisiacim s priepustnosťou v pôde je hydraulický spád.

Dôležitý bod vplyvu na priepustnosť v pôde

1. Pôda je porézny materiál.

2. Vzájomne prepojené dutiny v pôde zohrávajú dôležitú úlohu pri prúdení vody medzi nimi.

3. Hrubozrnná pôda s vysokou priepustnosťou, ako je štrk, piesková textúra atď., jej rýchlosť infiltrácie je tiež vysoká a odvodňovacie vlastnosti sú dobré

4. Jemnozrnná pôda s nízkou priepustnosťou, ako je hlina, hlinitá textúra atď., jej rýchlosť infiltrácie je nízka a má zlé odvodňovacie vlastnosti.

5. Čím je pôda priepustnejšia, tým väčšia je priesaková a budiaca sila.

Faktory ovplyvňujúce priepustnosť

Faktory ovplyvňujúce priepustnosť sú nasledujúce

1. Tvar častíc

2. Veľkosť častíc

3. Vlastnosti pórovej tekutiny

4. Štrukturálne usporiadanie častíc a stratifikácia

5. Vplyv stupňa nasýtenia a iných cudzích látok

6. Vplyv adsorbovanej vody

7. Void ratio

Tvar častíc-: tvar častíc ovplyvňuje permeabilitu nepriamo, permeabilita je viac v zaoblených časticiach a menej v hranatých časticiach vzhľadom na skutočnosť, že permeabilita je nepriamo úmerná ploche povrchu K vlastné 1/ ssa
Kde k je permeabilita a ssa je špecifický povrch.

Veľkosť častíc-: veľkosť častíc ovplyvňuje priepustnosť ako druhá mocnina veľkosti zrna, pôda pozostáva z rôznych mnohých veľkostí, ktoré závisia podľa toho, ako je K závislé od štvorca veľkosti zrna.

Vlastnosti pórovej tekutiny-: priepustnosť je ovplyvnená vlastnosťami pórovej tekutiny z hľadiska priepustnosti je priamo úmerná jednotkovej hmotnosti vody a nepriamo úmerná jej viskozite vzhľadom na jednotkovú hmotnosť vody sa príliš nemení so zmenou teploty je vyjadrená ako K1/K2 =N2.Yw1/N1.Yw2
Kde K1 a K2 sú relatívne priepustné a N1,N2 viskozita a Yw1, Yw2 je jednotková hmotnosť vody

Teplota- Zvýšenie teploty v závislosti od zvýšenia priepustnosti v dôsledku teploty je priamo úmerné priepustnosti.

Štrukturálne usporiadanie častíc a stratifikácia-: štruktúrne usporiadanie častíc a stratifikácia sa mení podľa prítomnosti dutiny v jej prepojenom priestore, toto usporiadanie častíc sa môže meniť rovnako s prítomnosťou dutín, dutiny sú priamo úmerné priepustnosti, takže častice pôdy usporiadanie sa líši v súlade s priamou priepustnosťou.

Stupeň nasýtenia a iných cudzích látok-: Priepustnosť je značne znížená, vzduch je zachytený v dutinách, čím sa znižuje stupeň nasýtenia, rozpustený vzduch v pórovej vode výrazne ovplyvňuje zmenu priepustnosti a iné cudzie látky majú tiež tendenciu klesať priepustnosti.

Vplyv adsorbovanej vody-: adsorbovaná voda pozostáva z okolitých jemných častíc, ktoré sa nemôžu voľne pohybovať a zmenšovať efektívne póry a podľa dostupného priestoru pórov výrazne ovplyvňujú zmenu priepustnosti.

Darcyho priepustnosť

Darcyho zákon priepustnosti demonštrovaný experimentálne pre podmienky laminárneho prúdenia v nasýtenej pôde, podľa tohto zákona je rýchlosť prúdenia alebo prietoku za jednotku času úmerná hydraulickému gradientu.

1. Darcyho zákon je lineárna závislosť

2. Lineárna závislosť Darcysovho zákona medzi rýchlosťou prúdenia v a hydraulickým gradientom platí len pre laminárne prúdenie pôdnej hmoty.

3. Rýchlosť prúdenia je menšia ako nižšia kritická rýchlosť.

4. Darcyho zákon platí pre kritické Reynoldsovo číslo sa môže meniť od 0,1 do 0,75.

q = k i A

V = q/A

Takže, V= k i
Kde,k= koeficient priepustnosti

I= hydraulický spád, V= výtlačná rýchlosť

A = plocha prierezu pôdnej hmoty

q= vybitie za jednotku času

Podľa Darcyho zákona priepustnosti pre prietok cez pórovitý materiál je prietok za jednotku času priamo úmerný výške prietoku a ploche prierezu vzorky pôdy a nepriamo úmerný dĺžke vzorky pôdy.

q = kiA

q / A = ki = v

To znamená, že rýchlosť je úmerná hydraulickému gradientu.

Hydraulický gradient

Hydraulický gradient je definovaný ako strata spádu na jednotku prietoku cez pôdu sa nazýva hydraulický gradient, reaguje tiež na hnaciu silu, ktorá spôsobí, že sa podzemná voda pohybuje v smere maximálneho klesajúceho celkového spádu, čo sa týka aj toho, čo je hydraulický spád“ to znamená inými slovami povedané, že hydraulický spád je sklon vodnej hladiny, ktorý pozostáva zo zmeny hladiny vody na jednotku vzdialenosti v smere maximálneho poklesu spádu.

Hydraulický gradientový vzorec v pôde

Hydraulický gradient je významným faktorom v Darcyho zákone priepustnosti pre porézne pôdne médiá s vlastnosťou laminárneho prúdenia, vzorec hydraulického gradientu v mechanike pôdy je rozdiel medzi rozdielom spádu deleným dĺžkou znamená stratu spádu na jednotku prietoku, vypočítajte hydraulický gradient a tiež je to vzorec pozostáva z Darcyho zákona permeability, vo všeobecnosti je prezentovaný v konzistentných jednotkách.

Hydraulický sklon (i )= rozdiel hlavy/dĺžka

i = H2-H1/L

Rýchlosť presakovania a rýchlosť výtoku

Mechanika pôdy v poréznych médiách diskutovaná o Darcyho zákone priepustnosti, ktorý súvisí s prietokovou rýchlosťou a rýchlosťou priesaku (skutočná rýchlosť vody), vedie k významnej úlohe pri predpovedaní schopnosti pôdy prepúšťať vodu, rýchlosť vypúšťania je Darcyho zákon rýchlosti prietoku a rýchlosť priesaku sa považuje za pôvodnú rýchlosť vody, obe rýchlosti však súvisia s pórovitosťou, o ktorej rozhoduje závislosť a rýchlosť určovania prenosu vody poréznym médiom pôdy.

Čo je rýchlosť priesaku?

Pokiaľ ide o toto: „Čo je rýchlosť priesaku?“, rýchlosť priesaku je definovaná ako rýchlosť vypúšťania vody na jednotku plochy prierezu A pôdy, ku ktorej dochádza cez dutiny porézneho média, pričom táto rýchlosť prúdenia sa nazýva rýchlosť priesaku. a tiež známa ako intersticiálna rýchlosť, ktorá pozostáva z vyššej rýchlosti ako je rýchlosť výboja.

q = AV = Av. Vs

Vs = V. A / Priem

V / Vs = Vv / V = ​​n

Priesaková rýchlosť Vs= V/ n = k i /n

Kde, V = rýchlosť výboja

n = pórovitosť

k= koeficient priepustnosti

i = hydraulický gradient

Rýchlosť presakovania je skutočná rýchlosť vody cez pôdu a je veľmi dôležitá vo vzorkách pôdy, pretože je založená na prázdnom priestore vzoriek pôdy a je tiež známa ako intersticiálna rýchlosť.

Rýchlosť výboja

Rýchlosť vypúšťania je definovaná ako objem vody prúdiacej za jednotku času cez prierez kolmý na Smer prúdenia, ktorý je menej významný ako rýchlosť priesaku a tiež známy ako Darcyho vypúšťacia rýchlosť.

Rýchlosť vypúšťania je rýchlosť vypúšťania podľa Darcyho, ktorá je založená na hrubej ploche prierezu poréznej pôdy a jej rýchlosť je menšia ako rýchlosť priesaku.

Vzťah medzi rýchlosťou priesaku a rýchlosťou výtoku

Vzťah medzi priesakovou rýchlosťou a prietokovou rýchlosťou je konzistentný vzťah, v ktorom prietoková rýchlosť súvisí s Darcyho priepustnosťou zákona v pôdnych poréznych médiách a priesaková rýchlosť sa výrazne využíva v schopnosti pôdy ako prúdenie pôvodnej rýchlosti vody, ktorá je výrazne vyššia ako rýchlosť rýchlosť výtoku a závisí od prítomnosti dutiny v pôde, iná rýchlosť výtoku závisí od kolmého smeru toku.

Presakovacia rýchlosť = e+1 /e . Rýchlosť výboja

Vs = e+1/e. V

Kde e = pomer prázdnoty

Stanovenie priepustnosti

Priepustnosť pôdy je možné určiť väčšinou rutinným laboratórnym testom, testom vodného tlaku a testom poľného čerpania, ktorý sa berie do úvahy testom in situ v piezometroch so stojatou rúrkou, ktorý zahŕňa rôzny postup metódy a v závislosti od typu pôdy, jej textúry a najmä vykonania tohto testu. relatívne priepustné pôdy.

Stanovenie koeficientu priepustnosti je dôležitou charakteristikou priepustnosti v skutočnosti, že s touto charakteristikou je relatívna sila indexu pôdy, ktorá sa rozhoduje o type pôdy, textúrach pôdy a predpovedaní použitia pôdy podľa pórovitých médií s podmienkami konsolidácie a vplyvu. .

Stanovenie priepustnosti pôdy je významnou implementáciou testu na odhad prietoku podzemnej vody, na výpočet priesakov cez hrádze a sadanie stavby a tiež významné v podmienkach prostredia, v súčasných metódach určovania priepustnosti vykonávaných in situ a vyžaduje rôzne testy. väčšinou v rutinnom laboratórnom teste, ktorý sa považuje za test konštantnej priepustnosti a test laboratórnej priepustnosti, test tlaku vody a dobrá znalosť pôdnych podmienok na mieste, poskytuje spoľahlivejší výsledok, niektoré miesta môžu byť považované za odchýlky v priepustnosti, Stanovenie priepustnosti sa považuje za laboratórna metóda, nepriama metóda a poľná metóda.

1. Laboratórna metóda
a) Skúška konštantnej priepustnosti hlavy

b) Skúška priepustnosti padajúcej hlavy

(c) Vzlínavosť

2. Nepriama metóda

(a) Rovnica Allenových nohavíc

(b) Konsolidačná rovnica

(c) Terzaghisova rovnica

3. Poľná metóda

(a) Neobmedzený prietok Skúška čerpania

(b) Skúška čerpania s obmedzeným prietokom

Stanovenie permeability v laboratóriu

Stanovenie priepustnosti v laboratórnych skúškach sa najčastejšie používa a má významný vplyv na sadanie konštrukcie, kontrolu zemných hrádzí, udržiavanie dobre zavedenej, v súčasnosti sa používa rutinná laboratórna skúška, ktorá pozostáva z dvoch typov skúšky konštantnej hlavovej permeability a pádu variabilný test.

Laboratórny test meria hrubozrnné pôdne médium a jemnozrnné pôdne médium, ktoré závisí od textúry pôdy, typu pôdy, priepustnosť pôdy, ako je štrk a piesok, je vysoko priepustná a jej prepojený prázdny priestor je väčší, čo je určené konštantnou výškou. test priepustnosti iná jemnozrnná zemina, ako sú bahno, íl, je menej priepustná a jej prepojený prázdny priestor je menší, čo sa určuje testom priepustnosti s premenlivou hlavou.

Čo je test konštantnej priepustnosti hlavy

Čo je to test konštantnej priepustnosti hlavy?, tento test je súčasťou rutinného laboratórneho testu, ktorý sa väčšinou používa pre hrubozrnnú pôdu na získanie značného výboja počas testu v krátkom čase, ktorý sa väčšinou používa v aktuálnom čase, ktorý je výrazne nechá pretekať médiom pod konštantnou hlavou, aby sa zistila jeho priepustnosť.

V prípade testu konštantnej hlavovej priepustnosti, ktorý je životaschopnou a ekonomickou alternatívou na meranie priepustnosti pôdneho média a koeficient priepustnosti chráni výdatnosť znášania vody, sadanie konštrukcie a stabilitu zemných hrádzí, je tento typ testu kontrolovaným poľom, v ktorom studňa je udržiavaná pod kontrolou na konštantnej úrovni.

Výboj q = V/ t

Darcyho zákon q= k i A

Obe zahŕňajú

q = kiA = V / t ( V = Q/A)

k= V/ tiA

= V/t (H1-H2/L).

k = V.L/t(H1-H2).A

Test premenlivej priepustnosti hlavy pri páde

Metóda padajúcej variabilnej hlavy je laboratórne používaná metóda, ktorá je známa ako typy rutinných laboratórnych testov, ktoré sa väčšinou používajú v jemnozrnnej pôde, ktorá pozostáva zo stojanovej rúrky známej plochy, ktorá sa vloží do pôdneho média a voda sa nechá pretiecť, aby sa zaznamenal priepustnosť pôdy strednej výšky v pevnom časovom intervale.

Skúška s klesajúcou premenlivou hlavou je vhodnejšia pre pôdy s malým zrnom so strednou a nízkou priepustnosťou pôdnych častíc, ako sú kaly, íly, v rámci aplikácie nenarušenej vzorky, ktorá pozostáva z vysokého rozptylu, pre tento test je povolené minimálne žiadne opakovanie, tento test je povolený priepustnosť v rozsahu 1×10 ka výkon -5 až 1x 10 ka výkon -9.

◆ Môžete ma sledovať Facebook a prihláste sa na odber našich YouTube kanál

Mali by ste tiež navštíviť: -

1) Čo je betón a jeho druhy a vlastnosti

Ďalšie dôležité príspevky:―

  1. Štandardná výška 1, 2, 3, 4, 5 a viacposchodovej budovy
  2. Ako vypočítať kubické yardy betónu
  3. Rovnica definície ohybového momentu Výpočet a diagram
  4. Akú veľkosť lvl na rozpätie 24 stôp
  5. Koľko tehál je potrebných na jeden štvorcový stôp | Výpočet tehly