WSPÓŁCZYNNIK FILTRACJI

Współczynnik filtracji charakteryzuje zdolność przesączania wodybędącej w ruchu laminarnym przez skały porowate (grunty). Przesączanie odbywa się siecią kanalików utworzonych z porów gruntu grunt stawia opór przesączającej się wodzie. Opór ten zależy od: 1.właściwości gruntu (porowatości ,uziarnienia, składu mineralogicznego szkieletu gruntowego) 2 właściwości filtrującej cieczy (lepkośći) 3 gęstości właściwej wody 4przyśpieszenia ziemskiego g. Lepkość cieczy zależy od jej temp. Wartość współczynnika filtracji podaje się dla temp. 10 C. Przesączanie odbywa się zgodnie z prawem Dartego v=k*i (v- prędkość filtracji cieczy, k współczynnik filtracji[m/s], i- spadek hydrauliczny). Współczynnik filtracji określa zależność między prędkością filtracji cieczy a spadkiem hydraulicznym. Ma on miano prędkości . Metody wyznaczania współczynnika filtracji 1. na podstawie wzorów empirycznych, 2doświadczalnie: metody laboratoryjne, polowe. Żeby wyznaczyć współ. Filtracji ze wzorów empirycznych należy znać jego skład glanulometryczny, posiadać jego wykres uziarnienia, w niektórych wzorach należy znać też wartość porowatości gruntu. Obliczenia wzorami empirycznymi są znacznie zawyżone, są to wartości orientacyjne. Labolatoryjnie współ. filtracji określa się przy użyciu aparatów różnych konstrukcji: ze stałym spadkiem oraz ze zmiennym spadkiem hydraulicznym, z kierunkiem przepływu góra-dół i odwrotnie. Badania wykonuje się w zasadzie na próbkach o nie naruszonej strukturze pobranych w terenie do pierścieni. Aparat ze stałym spadkiem stosuje się najczęściej do gruntów dobrze przepuszczalnych a ze zmiennym do słabo przepuszczalnych. Wyniki są na ogół bardziej zbliżone do wartości rzeczywistych. Metody laboratoryjne stosuje się w pierwszej fazie projektowania. Są to metody znacznie tańsze od polowych. 3 metody polowe- dają najbardziej miarodajne wyniki najkosztowniejsze i pracochłonne. Oznaczenie współczynnika filtracji bezpośrednio w złożu (okkreślenie właściwości filtracyjnych całej warstwy a nie tylko w punkcie z którego pobrano próbkę do badania). Stosowane metody: 1 próbne pompowanie studni z otworami obserwacyjnymi 2 próbne pompowanie bez otworów 3 krótkotrwałe pompowanie studni 4 bezpośrednie pomiar przepływu wody gruntowej 5 zalewanie studni wierconych i otworu wiertniczego 6 zalewanie szurfów i szybików7 szczerpywanie. Najlepsze wyniki otrzymuje się najdroższą metodą próbnego pompowania studni z otworami obserwacyjnymi. Najtańsze i najszybsze są metody szórwów i szybików ale są niedokładne.

PRAWO DARCEGO

Na podstawie badań laboratoryjnych przeprowadzonych w pionowym cylindrze wypełnionym piaskiem dary stwierdził że natężenie przepływu Q jest proporcjonalne do powierzchni przekroju i różnicy i różnicy wysokości piezometrycznej, a odwrotnie proporcjonalny do długości przepływu Q=kF[(h1-h2)/dl]=-kF(dh/dl)=Kfi . Prawo dartego jest wyrazem zasady równowagi sił v=k*i=-k*(dh/dl). Straty wysokości hydraulicznej dh wyrażają strat ę energii strumienia na odcinku przepływu dl. Straty hydrauliczne dh należy obliczaćzawsze między dwoma punktami leżącymi na tej samej linii prądu. Prędkość filtracji jest liniowo zależna od spadku hydraulicznego hydraulicznego związku z czym prawo dartego nazywamy liniowym prawem filtracji. Wyraża ono zasadę równowagi sił działających na ciecz przy jej przepływie przez ośrodek. Na ciecz wypełniającą pory elementu objętości ośrodka porowatego działają następujące siły: składowa sił ciężkości, różnica sił ciśnienia porowego w przeciwległych powierzchniach elementu prostopadłych do kierunku r, siły oporu ruchu wynikające z tarcia laminarnego. Prawo dartego traci swoją ważność wszędzie tam gdzie poza tarciem laminarnym występują dodatkowe siły oporu, w szczególności siły powierzchnowe, bezwładnościowe oraz tarcia burzliwego.