168
Współczynnik porowatości (porowatość) to stosunek objętości porów w skale do objętości skały, wyrażony na ogół w procentach, czyli:
168
gdzie:
n
V
-porowatość [%];
- objętość próbki [cm3, dm3, m3];
- objętość porów [cm3, dm3, m3]
Wskaźnik porowatości (e) to stosunek objętości porów do objętości ziaren (szkieletu) w skale, czyli:
e -
V -V,
lub:
e =- .
I-/1
Zależność pomiędzy wskaźnikiem porowatości (e) a współczynnikiem porowatości (n) przedstawia wykres na rys. 13.3.
W tabeli 13.1. przedstawiono współczynniki porowatości (n [%]) wybranych skał.
Rys. 13.3. Zależność pomiędzy wskaźnikiem porowatości a współczynnikiem porowatości
Tab. 13.1. Współczynniki porowatości wybranych skał
Skala |
n [%] |
skała |
n [%1 |
gleba |
45-65 |
żwiry |
20-55 |
torf |
76-89 |
margle |
20-50 |
iły plastyczne |
35-70 |
wapienie i dolomity |
0,2-7,0 |
iły zwarte |
18-35 |
marmury |
0,1-6,0 |
gliny |
24-42 |
kwarcyty |
0,01-3,5 |
less |
40-65 |
gnejsy |
0,02-2,5 |
piaski |
20-48 |
bazalty |
0,2-3,0 |
piaskowce |
1-28 |
porfiry |
0,4-6,0 |
granity |
0,2-2,2 |
W zależności od wartości współczynnika porowatości wyróżniamy skały:
- szczelne, n < 1 %
- o małej porowatości, n = 1-5%
- o średniej porowatości, n = 5-15%
- o dużej porowatości n > 15%
Porowatość skał zależy m.in. od:
- kształtu ziaren;
- jednorodności ziaren (uziamienia);
- stopnia diagenezy (szczególnie skał okruchowych).
Wyróżniamy szereg rodzajów porowatości (zamknięta, otwarta, pęcherzykowa, gąbczasta, itd.). Najważniejszą jest jednak tzw. porowatość efektywna, określająca tę część pustek w skale, przez które może przepływać woda (połączonych ze sobą w jeden system hydrauliczny).
Odpowiednikiem porowatości, charakterystycznej przede wszystkim dla skał okruchowych, jest szczelinowatość związana ze skałami o teksturze masywnej i zbitej.
W skałach, które podlegają przynajmniej częściowo rozpuszczaniu i ługowaniu w wyniku działania wody (np. wapienie, gipsy, sole kamienne, margle i dolomity) powstają próżnie związane z tzw. procesami krasowienia. Są to wszelkiego rodzaju jaskinie, korytarze itp.
Przepuszczalność hydrauliczna jest podstawową własnością hydrauliczną skał, jej obecność warunkuje przepływ wody. Wynika z tego, że w skale muszą być pory, przez które może przepływać woda. Przepuszczalność hydrauliczna określana jest objętością cieczy przepływającą przez dany przekrój, czyli:
gdzie:
Q - objętość cieczy [m3]
F -przekrój [m2]
v - prędkość przepływu cieczy [m3/s].
Podział skał ze względu na przepuszczalność została przedstawiona w tabeli 13.2.