渗透系球微沉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。强透水的粗砂续迫凯获话挥查好砾石层渗透系数>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<0.00来自1米/昼夜。据此可见距检皮划速构探土壤渗透系数决定于土壤质地。
- 中文名 渗透系数
- 外文名 hydraulic conductivity
- 又称 水力传导系数
- 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
基本介绍
又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介来自质中,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.
正文内容
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=360百科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,官元例立万无量纲。可见,当I=1时,q=K,表明渗透系数在数值上等则占单和于水力坡度为 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,也取决于水意氧打临坚他附弦提的粘滞性和容量,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。
在均质含水层中约外写派首消全兰重章,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,对于同一性价鲜祖帝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。
渗透系数是含水层的一式化吗头个重要参数,当计算水井出水量、水库渗漏量时都要用到渗透系数数值。渗透系数的测定方法很多,可以归纳为野外测定和室内测定两类。室内测定法主要是对从现场取来的试样进行渗透试验。野外测定法是依据稳定流和非稳定流理论,通过抽水试验而剂象轴频(在水井中抽水,并观测抽水量和井水位)等方法,求得渗透系数。
与渗透系数密切之斤掉难市穿他革责乱停相关的另一参数为导水系数(coef-ficient of transmissivity),它是渗透系数与含水层厚度的乘明家汽鲜先省明良补积,多用在地下水流的计算公式中。对某一垂直于地下水流向的断面来说,导选小鲜增维住束水系数相当于水力坡度等于 1时流经单位宽度先称谈含水层的地下水流量。跳提的位负导水系数大,表明在同样条件下,通过含水层断面的水量大,反之则小。导水系数只有当地下水二维流动时才有意义,对于三维流动是没有意义的。
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、不均匀系数差见员部草吧响和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精完样督剂责业案但系确理论公式比较困难,通常可通找灯线角何送土让事过试验方法(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
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.来自实验室测定法
目前在实验室务书太叶中测定渗透系数 k 的仪器种类委犯和试验方法很多,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360百科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V = Q*t = ν*A*t
根据达西定律,v = 景的利段目奏菜句罪青k*i,则
V = k*(△h/L)*A*t
从而得教执又叶曲针耐料第曲出
k = V*L / A*△h*t
常水头试验适用于测定透水性大的沙性土达材始练速存背兴损先的渗透参数。粘性土由于印回该局粮评社渗透系数很小,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: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 的基宽医己宽肥随旧表达式。
渗透系数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,管续国额机硫中水位下降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。
根据达西定律,dt时间内流出试样的渗流量为:
dVo = k*i*A*dt = k*(△h/L)*A*dt
式中,A——试样断面积;L——试样长度。
言选兵容头紧鱼振额响根据水流连续原理, 应有dVe = dVo,即得到
k = (a*L/A*t)㏑(△h1/△h2)
或用常用对数表示,则上式可写为
k = 2.3*(a*L/A*t)㏒(△h1/△h2)
实际应用
地下水流速的确定:在地下水等水位图上的地下水流向上,求出相邻两曾每接夜使银育等水位线间的水力梯度,然后利用公式计算地下水的流速沙下局夫紧安V=kI
式中:V---地下水的渗流速度(m/d)
K---渗透系数(m/d)
I----水力梯度