Механические свойства грунтов - Водопроницаемость грунтов

 

2.2. Водопроницаемость грунтов

Водопроницаемостью называется свойство водонасыщенного грунта под действием разности напоров пропускать через свои поры сплошной поток воды.

Рассмотрим схему фильтрации воды в элементе грунта.

Напор в любой точке движущегося потока воды определяется выражением:

, (2.6.)

где - пьезометрическая высота (з – давление в воде; – удельный вес воды); – высота рассматриваемой точки над некоторой горизонтальной плоскостью сравнения; /() – скоростной напор (– скорость движения воды в потоке; – ускорение свободного падения).

Скорость фильтрации, учитывая сложную неоднородную структуру порового пространства грунтов и наличие пленок связанной воды у частиц глинистых грунтов, не может быть определена через расход воды и площадь сечения элементарной трубки грунта.

 

2.2.1. Закон ламинарной фильтрации

Экспериментально ученым Дарси было установлено, что скорость фильтрации прямо пропорционально разности напоров () и обратно пропорциональна длине пути фильтрации :

, (2.7.)

где – гидравлический градиент (градиент напора); – коэффициент фильтрации (основная фильтрационная характеристика грунта).

Закон ламинарной фильтрации Дарси: скорость движения воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту.

 

2.2.2. Закономерности фильтрации воды в сыпучих и связных грунтах

Закон Дарси справедлив для песчаных грунтов. В глинистых грунтах при относительно небольших значениях градиента напора фильтрация может не возникать. Постоянный режим фильтрации устанавливается после определенного значения , называемого начальным градиентом напора (рис. 2.5.).

Закон ламинарной фильтрации для глинистых грунтов принимают в виде:

, (2.8.)

где - коэффициент фильтрации глинистого грунта, определяемый в интервале зависимости между точками а и б;