Реферат Курсовая Конспект
Законы движения подземных вод (Дарси, А.А.Краснопольского) - раздел Геология, Инженерная геология – определение предмета, его цели, задачи, структура. Где, когда и почему зародился предмет. Движение Подземных Вод Происходит При Наличии Разности Гидравлических Напоров...
|
Движение подземных вод происходит при наличии разности гидравлических напоров (уровней). Воды движутся от мест с более высоким напором (уровнем) к местам с низким напором (рис. 34).
Рис. 34. Схема движения (фильтрации) грунтовой воды
Для получения более обоснованных значений коэффициента фильтрации применяются расчетные, лабораторные и полевые методы. Чем больше разность напоров ΔН = Н1 − Н2, тем скорость движения подземных вод будет выше. Отношение разности напоров ΔН к длине пути фильтрации l называют напорным или гидравлическим градиентом I = ΔН / l. Фильтрация в полностью водонасыщенных грунтах при ламинарном режиме движения подчиняется закону Дарси:
Q = kф.F(ΔН/ l) = kфFI,
где Q − расход воды или количество фильтрующей воды через попереч-
ное сечение F в единицу времени, м3/сут;
kф − коэффициент фильтрации, м/сут;
F − площадь поперечного сечения потока воды или водоносного пласта, м2;
ΔН − разность напоров, м;
l − длина пути фильтрации, м;
I − напорный градиент.
Разделив обе части уравнения на площадь сечения F и используя понятие скорости фильтрации ν, т. е. отношение расхода Q к площади поперечного сечения потока, ν = Q/F, получаем
v = kф ·I.
Из этого выражения закона Дарси следует, что скорость фильтрации пропорциональна напорному градиенту в первой степени (при ламинарном движении).
Н1
ΔН
Н2
l
Закон Дарси в дифференциальной форме имеет вид:
h = −kф (dН/dl).
Знак «минус» означает, что по пути движения значение напора уменьшается. Если принять, что I = 1, то уравнение v = к·I получает вид ν = kф или kф =ν, т. е. коэффициент фильтрации − это скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. Поэтому размерность коэффициента та же, что и скорости фильтрации воды, т. е. м/сут, см/с и т. д. Скорость фильтрации по формуле v = Q/F не отвечает действительной скорости движения воды в породе. Это связано с тем, что в формулу входит величина F, отражающая все сечение фильтрующейся породы, а вода, как известно, течет лишь через часть сечения, равную площади пор и трещин породы. Поэтому величина v является кажущейся. Действительную скорость движения воды nд определяют с учетом пористости породы:
nд = Q / Fn = n / n,
где n − пористость, выраженная в долях единицы. Так как величина пористости всегда меньше единицы, то действительная скорость движения воды всегда значительно выше скорости фильтрации (примерно в 3−4 раза). Например, в галечниках при n = 0,25 действительная скорость движения подземных вод будет в 4 раза выше скорости фильтрации. В глинистых породах часть пор занята связанной водой и вода передвигается только через открытые поры, поэтому в данном случае в формулу вводят не n, а nакт (активную пористость). Закон Дарси, или линейный закон фильтрации, справедлив для преобладающего числа случаев фильтрации в самых разнообразных породах, поэтому его называют основным законом движения подземных вод. Однако закон Дарси не является всеобщим. Движение турбулентного потока не подчиняется закону Дарси. Для выражения фильтрации воды в породах с крупными пустотами и трещинами, в хорошо промытых галечниках при турбулентном режиме служит уравнение А. А. Краснопольского, характеризующее нелинейный закон фильтрации:
n = kк I , где кк – коэффициент, определяемый опытным путем в полевых условиях.
23. Опасные геологические процессы влияющие на работу сети ЖД ДВ. Денудация – определение, агенты, результат. Экзогенные и эндогенные процессы.
Геологические процессы делятся на две взаимосвязанные между собой группы: ЭНДОГЕННЫЕ (древнегреч. endon — внутри, т. е. изнутри рожденные) и ЭКЗОГЕННЫЕ (древнегреч. ex — вне, т. е. извне рожденные).
Развитие Земли протекает в непрерывной борьбе этих двух видов процессов между собой. Эндогенные процессы — созидатели, они создают горы, поднятия, впадины и котловины, создают и порождают горные породы, минералы и полезные ископаемые. Экзогенные процессы — разрушители всего того, что создают эндогенные процессы. При этом, правда, разрушая, они создают свой рельеф и новые породы и минералы.
К эндогенным процессам относятся: магматизм, метаморфизм, тектоника,землетрясения (сейсмика). Эндогенные процессы черпают свою энергию из недр Земли, извлекая ее из атомных, молекулярных и ионных реакций, внутреннего давления (гравитации) и разогрева отдельных участков земной коры от перемещения ее слоев под действием изменения скорости вращения Земли.
К экзогенным процессам относятся: работа ветра, подземных и поверхностных текучих вод рек и временных потоков, льда, морей, озер и т. п. Геологическая работа при этом сводится в основном к разрушению горных пород, переносу обломков и отложению их в виде осадков.
Работа всех экзогенных факторов, связанная с разрушением и переносом, называется ДЕНУДАЦИЕЙ. В последующих лекциях мы с вами познакомимся со следующими агентами или факторами денудации: выветриванием, дефляцией (выдувание и развеивание), оползнями, обвалами, карстом, эрозией, экзарацией (exeratio — выпахивание, например ледником), морской и озерной абразией и др. В результате успешной деятельности (из-за вяло текущих эндогенных процессов или их полном затухании) всех этих факторов экзогенной деятельности на месте горного рельефа, всегда создается ПЕНЕПЛЕН, «предельная равнина», или почти равнинная слабохолмистая местность с плоскими столовыми водораздельными частями. Экзогенные процессы получают свою энергию от солнца и из космоса, успешно используют силу тяжести, климат и жизнедеятельность организмов и растений.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
ИГ отрасль г которая изучает геологические процессы верхних горизонтов земной коры и физико механические свойства горных пород в связи с... ИГ а инж петрология наука о скальных горных породах их минералогическом... Задачи Инженерно геологическое изучение горных пород изучение опасных геологических процессов ОГП...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Законы движения подземных вод (Дарси, А.А.Краснопольского)
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов