Садржај
Хидрауличка проводљивост је лакоћа којом се вода креће кроз порозне просторе и ломове у земљи или камењу. Подложан је хидрауличком градијенту и под утицајем нивоа засићености и пропусности материјала. Хидрауличка проводљивост се обично одређује било кроз један од два приступа. Емпиријски приступ повезује хидрауличку проводљивост са својствима тла. Други приступ израчунава хидрауличку проводљивост експериментисањем.
Емпиријски приступ
Емпиријски израчунајте хидрауличку проводљивост одабиром методе засноване на расподјели величине зрна кроз материјал. Свака метода је изведена из опште једначине. Општа једначина је:
К = (г ÷ в) _Ц_ƒ (н) к (д_е) ^ 2
Где је К = хидрауличка проводљивост; г = убрзање због гравитације; в = кинематичка вискозност; Ц = коефицијент сортирања; ƒ (н) = функција порозности; и д_е = ефективни пречник зрна. Кинематичка вискозност (в) одређена је динамичком вискозношћу (µ) и густином течности (воде) (ρ) као в = µ ÷ ρ. Вредности Ц, ƒ (н) и д зависе од методе која се користи у анализи величине зрна. Порозност (н) је изведена из емпиријског односа н = 0,255 к (1 + 0,83 ^ У) где је коефицијент једноличности зрна (У) дат У = д_60 / д_10. У узорку, д_60 представља пречник зрна (мм) у коме је 60 процената узорка финије, а д_10 представља пречник зрна (мм) за који је 10 процената узорка фино.
Ова општа једначина је основа за различите емпиријске формуле.
Користите једнаџбу Козени-Царман за већину руда тла. Ово је најшире прихваћени и коришћени емпиријски дериват заснован на величини зрна тла, али није примерено за земљишта са ефективном величином зрна изнад 3 мм или за глинена тла:
К = (г ÷ в) _8.3_10 ^ -3 к (д_10) ^ 2
Употријебите Хазен-ову једнаџбу за тло руда од ситног пијеска до шљунка ако има коефицијент једноликости мањи од пет (У <5) и ефективну величину зрна између 0,1 мм и 3 мм. Ова формула се заснива само на величини честица д_10, тако да је мање тачна од формуле Козени-Царман:
К = (г ÷ в)(6_10^-4)_ (д_10) ^ 2
Користите Бреиер-ову једнаџбу за материјале са хетерогеном дистрибуцијом и лоше сортирана зрна са коефицијентом униформности између 1 и 20 (1
К = (г ÷ в)(6_10 ^ -4) _лог (500 ÷ У)(д_10) ^ 2
Користите једнаџбу америчког бироа за рекорднацију (УСБР) за средњи зрнасти пијесак с коефицијентом униформности мањим од пет (У <5). Ово се израчунава коришћењем ефективне величине зрна д_20 и не зависи од порозности, тако да је мање тачна од осталих формула:
К = (г ÷ в)(4.8_10^-4)(д_20) ^ 3_ (д_20) ^ 2
Експерименталне методе - лабораторијске
Употријебите једначину засновану на Дарцисовом закону за експериментално добивање хидрауличке проводљивости. У лабораторију ставите узорак тла у мали цилиндрични спремник да бисте створили једнодимензионални пресек тла кроз који тече (обично вода). Ова метода је или тест са константном главом или тест пада у зависности од стања протока течности. Грубозрната тла попут чистих пијеска и шљунка обично користе тестове са константном главом. Финији узорци зрна користе се испитивањем падајуће главе. Основа за ове прорачуне је Дарцисов закон:
У = -К (дх ÷ дз)
Где је У = просечна брзина флуида кроз геометријски пресек у земљишту; х = хидраулична глава; з = вертикална удаљеност у земљишту; К = хидрауличка проводљивост. Димензија К је дужина по јединици времена (И / Т).
Употријебите перметар за испитивање константном главом, најчешће кориштеним тестом за одређивање засићене хидрауличке проводљивости грубозрнатих тла у лабораторији. Подложите цилиндрични узорак тла површине А и дужине пресека тла сталном протоку главе (Х2 - Х1). Запремина (В) испитне течности која током система пролази кроз систем (т), одређује засићену хидрауличку проводљивост К тла:
К = ВЛ ÷
За најбоље резултате тестирајте неколико пута користећи различите разлике у глави.
Помоћу теста падајуће главе одредите К ситнозрнатих тла у лабораторији. Спојите цилиндрични ступац узорка тла површине попречног пресека (А) и дужине (Л) са клипом цеви попречног пресека (а), у коме прокивавајућа течност тече у систем. Измерите промену главе у водоводној цеви (Х1 до Х2) у интервалима (т) да бисте одредили засићену хидрауличку проводљивост из Дарцисовог закона:
К = (аЛ ÷ Ат) лн (Х1 ÷ Х2)