Водопроницаемость грунтов — способность водонасыщенных грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт градиента напора. Связана с одним из важнейших процессов массопереноса в грунтах — фильтрацией воды (или иных жидкостей), изучаемой в инженерной геологии и гидрогеологии.
Закономерности фильтрации воды в водонасыщенных грунтах при ламинарном режиме течения описываются законом Дарси: v = kф∙ gradI, где v — линейная скорость фильтрации, см/с; kф — коэффициент фильтрации, см/с; gradI — градиент напора, равный отношению величины падения напора (ΔH) к длине пути фильтрации (L), т.е. gradI = ΔH/L. Коэффициент фильтрации является основной характеристикой водопроницаемости грунтов и измеряется в см/c или м/сут.
Для объёмной скорости фильтрации (vоб), измеряемой в см3/c (или в м3/сут), закон Дарси имеет вид: vоб = kф∙S∙gradI = kп∙ρwS∙gradI /η , где kп — коэффициент проницаемости грунта, в дарси (Д); S — площадь поперечного сечения, см2; ρw — плотность воды, г/см3; η — вязкость воды, спз.
Коэффициент проницаемости (kп) имеет размерность площади и в системе СИ измеряется в м2, а в СГС — в см2. На практике чаще используется другая единица измерения коэффициента проницаемости — дарси (Д); 1 Д = 1,02∙10-12 м2 = 1,02∙10-8 см2. Соотношение между kф и kп следует из выражения: kф = kп∙ρw/η. Уравнение Дарси в простой форме справедливо лишь в определенных пределах скоростей фильтрации, определяемых диапазоном числа Рейнольдса Re = 1 — 10.
Водопроницаемость грунтов зависит от большого числа факторов. Наиболее существенно на kф влияют структурно-текстурные особенности грунта: гранулометрический состав, его однородность, форма и размер пор, ширина раскрытия трещин и т.п. В зависимости от этих факторов коэффициент фильтрации различных грунтов меняется в очень широких пределах (см. табл.). Увеличение геостатического давления приводит к уплотнению грунтов, уменьшению их пор, следствием чего является общее снижение kф грунтов с глубиной. Наличие защемлённых газов уменьшает kф. На величину kф также влияют и особенности фильтрующейся жидкости, а также условия фильтрации. Среди внешних факторов наибольшее влияние на kф оказывает температура: с ее ростом происходит увеличение kф.
Водопроницаемость различных грунтов (по Н.Н.Маслову)
| Грунты | kф, м/сут | Характеристика грунтов по водопроницаемости |
|---|---|---|
| Глины, монолитные скальные грунты | < 5 •10-5 | Практически водонепроницаемые |
| Суглинки, тяжелые супеси, нетрещиноватые песчаники | до 5 •10-3 | Весьма слабоводопроницаемые |
| Супеси, слаботрещиноватые глинистые сланцы, песчаники, известняки | до 0,5 | Слабоводопроницаемые |
| Пески тонко- и мелкозернистые, трещиноватые скальные грунты | до 5 | Водопроницаемые |
| Пески среднезернистые, скальные грунты повышенной трещиноватости | до 50 | Хорошо водопроницаемые |
| Галечники, гравелистые пески, сильно трещиноватые скальные грунты | > 50 | Сильноводопроницаемые |
Водопроницаемость грунтов закон ламинарной фильтрации реферат, водопроницаемость грунтов закон дарси.
2-й механизированный корпус (формирования 1940 г.), Файл:Wrangel Pyotr and pilots.jpg, Миронович, Павел Игнатьевич, Меган Мэлон, Проект:Монако/Красные ссылки.
