Закон ламинарной фильтрации
Как показывают опыты, движение воды в порах грунта происходит в соответствии с законом ламинарной фильтрации. Математическое выражение этого закона, предложенное Дарси, имеет вид
где v Ф — скорость фильтрации — объем воды, проходящей через единицу площади поперечного сечения грунта в единицу времени; k Ф — коэффициент фильтрации, равный скорости фильтрации при гидравлическом градиенте i =l; i — гидравлический градиент, равный потерям напора Н2 – Н1=Н на отрезке пути фильтрации L:
Закон ламинарной фильтрации (Дарси) формулируется так: скорость фильтрации v Ф прямо пропорциональна гидравлическому градиенту L. Напор выражается высотой столба воды
где γw — удельный вес воды; pw — давление в поровой воде, в МПа. Коэффициент фильтрации измеряется в единицах скорости – обычно в сантиметрах в секунду или в сантиметрах в год (1 см/с ≈3·107 см/год). Значение его варьирует в больших пределах в зависимости от гранулометрического состава и плотности грунтов. Глинистые грунты обладают малой водопроницаемостью. Например, если принять среднее значение коэффициента фильтрации песка k Ф=10–2 см/с, а глины k Ф=10–8 см/с, то при одном и том же градиенте за одно и то же время вода пройдет в песке путь в 10 км, а в глине — в 1 см.
Рис. 2.7. Схемы установок для определения коэффициента фильтрации: а – песка; б – глинистого грунта
|
