
Закон Дарси
.docx15.Закон Дарси. Исследование водопроницаемости пород зоны аэрации методом Нестерова.
Закон Дарси — Закон фильтрации Дарси устанавливает линейную зависимость между объемным расходом жидкости или газа и гидравлическим градиентом (уклоном, перепадом давления) в пористых средах, например, в мелкозернистых, песчаных и глинистых грунтах. Дарси закон обычно используют при расчетах режимов разработки нефти и газа.
В законе
Дарси k
— Коэффициент фильтрации, характеризует
среду и жидкость одновременно(зависит
от размера частиц, от их формы и степени
шероховатости, пористости среды, вязкости
жидкости). Этот коэффициент обычно
используется в гидротехнических
расчетах, где приходится иметь дело с
одной жидкостью — водой.
В Формуле мы использовали :
—
Объемный
расход жидкости
—
Площадь
поперечного сечения образца или
эффективная площадь рассматриваемого
объема пористой среды
—
Скорость
фильтрации жидкости или газа
—
Коэффициент
проницаемости среды
—
Разность
давлений, созданных на концах испытуемого
образца
—
Абсолютная
вязкость жидкости
—
Длина
фильтрующей части породы
Метод IJ. С. Нестерова. Нестеров усовершенствовал метод Болдырева, что позволило исключить ошибки на фильтрацию вверх по стенкам шурфа и значительно уменьшить боковое растекание водыНрн проведении опыта по методу Нестерова в спланированное дно шурфа на глубину 5—8 см, не нарушая плотности грунта, кон- центрично вдавливают два стальных цилиндра высотой 20 см, один несколько меньше другого по диаметру. В оба цилиндра наливают воду слоем 10 см и поддерживают на одном уровне в течение всего опыта с помощью двух опрокинутых сосудов Мари- отта, емкостью 3—5 л. наполненных водой. Опыт продолжают до стабилизации расхода воды.Предполагается, что вода из внешнего кольца расходуется на просачивание, боковое растекание и капиллярное всасывание. Вода из внутреннего кольца идет главным образом па инфильтрацию в вертикальном направлении, что позволяет принять поперечное сечение инфильтрационного потока равным поперечному сечению внутреннего цилиндра..Значение кап плли рпого давления, близкое примерно Г>0% максимальной высоты капиллярного поднятия, Н. 11. 1!, Высота капиллярного подпития1 —мерная линейка; 2 —бутыль; 3 —слой гравия; 4 — внутреннее кольцо; г> —внешнее кольцо'Га б л и на VII К 1Капиллярное давлениеГрунта.Глубину просачивания г определяют бурением двух скважвн небольшого диаметра. Одну скважину глубиной 3—4 м бурят до опыта, ее закладывают на расстоянии 3—5 м от шурфа. Другую скважину той же глубины бурят после опыта, закладывая ее в центре внутреннего кольца. Из обеих скважин отбирают образцы для определения влажности грунта. По сопоставлению влажности устанавливается глубина просачивания воды за время опыта.Метод Нестерова дает лучшие результаты определения коэффициента фильтрации, чем метод Болдырева, но он также не лишеннедостатков. Предполо- жение, что вода из внутреннего кольца расходуется главным образом на инфильтрацию в вертикальном направлении, не полностью отвечает действительности. Как показали опыты, происходит существенное растекание средней части потока. Недостатком этого метода является также длительность опыта, необходимая для того, чтобы можно было пренебречь капиллярным всасыванием в грунтах.Метод Нестерова дает лучшие результаты в слабо проницаемых породах, особенно в покровных суглинках и лёссах со столбчатой структурой, когда преобладает вертикальная составляющая фильтрации./ — мерная (сантиметровая) лента; 2 — мерный бачок; 3 —резиновая трубка I = 6 м\ 4 —сетка; S — стальное кольцо; б — слой промытого крупного песка толщиной 2—3 см