закон ламинарной фильтрации

Закон ламинарной фильтрации

Коэффициент фильтрации. Первые эксперименты по изучению фильтрации воды в грунте были прове­дены на песках французским ученым Дарси в 1854 г. Им было установлено, что скорость фильтрации (или расход воды, протека­ющей в единицу времени через единицу площади сечения грунта) прямо пропорциональна разности напоров и об­ратно пропорциональна длине пути фильтрации.

В песчаных и тем более пылевато-глинистых грунтах при обыч­ных значениях градиента напора скорость фильтрации относитель­но невелика и движение воды имеет параллельно-струйчатый, т. е. ламинарный, характер.

И только в крупнообломочных или сильно трещиноватых скальных грунтах при очень больших градиентах напора возникают завихрения в движущемся потоке воды (турбулентность).

Поэтому уравнение часто называют законом ламинар­ной фильтрации Дарси: скорость движения воды в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту.

Коэффициент пропорциональности к называется коэффициен­том фильтрации и является основной фильтрационной характеристикой грунта. Он численно равен скорости фильтрации воды в грунте при градиенте напора и имеет размерность см/с. Коэффици­ент фильтрации грунта всегда определяется экспериментально и очень сильно зависит от гранулометрического и минерального состава грунта, а также его плотности. Поскольку диапазон изменения коэффициента фильтрации грунта очень велик, а точность экспериментального его определения от­носительно невелика, обычно его находят с точностью до порядка, т. е. значением а пренебрегают.

Отметим, что коэффициент фильтрации уже позволяет оценить скорость движения воды в грунте, а следовательно, и ее расход. С помощью приведенных выше формул нетрудно рассчитать, что приток воды в котлован через 1 м поверхности в течение суток составит: в песчаных грунтах т. е. если в первом случае потребуется организация мощной системы водоотлива, то во втором случае фильтрацией воды в котлован можно пренебречь