При достаточно высоких влаж- Рис. 6.21. Характерные графики зависимо- ностях, характер- сти всасывающего давления от влажно- цых для ЗОНЫ ДЭра- гти япо значение ка-
пиллярно-сорбци ф онного гистерези-
са, однако, не столь существенно (по крайней мере, в достаточно однородных гомогенны грунтах).
о
Зависимость всасывающего давления от влажности в полевых условиях можно бы- *=- ло бы определить у по известному распределению влаж-
Рис. 6.22. Графики зависимости всасыва- ности над уровнем ющего давления от влажности при ocyuie- rnvMTriRKIV Rrm ппи нии (1) и водонасыщении (2) грунтовых ВОД при
отсутствии испарения или инфильтрации. Однако та-
кое равновесное состояние режима влаги в зоне аэрации встречается редко и поэтому чаще всего приходится ориентироваться на замеры не только влажности, но и непосредственно всасывающего давления. Для этого применяется специальный прибор — тензиометр, схема которого основывается на том же принципе, что и в описанной выше механической модели на рис. 6.20, причем роль мембраны играет устанавливаемый в грунт керамический наконечник.
В лабораторных условиях в этих целях используются мембранные прессы: вода вытекает из образца до тех пор, пока разность между внешним давлением (создаваемым нейтральным газом) и давлением под тонкопористой мембраной не достигает значения всасывающего давления.
Удобной суммарной энергетической характеристикой, объединяющей силы всасывания и гравитации, является напорная функция (напор). Если отсчитывать значения давлений от атмосферного и помнить о том, что всасывающее давление отражает отклонения от атмосферного в меньшую сторону, то, по аналогии с формулой (1.8),
Н = -41 + z. (6.66)
На депрессионной кривой 4*= 0 и Н - zg (zg— отметка свободного уровня). Выше, в пределах капиллярной каймы, где влажность близка к влажности водонасыщенных пород, в равновесных условиях имеет место линейный рост всасывающего давления с высотой (W= z — zg, т.е. по-прежнему Н = zg). Наконец, за пределами капиллярной каймы всасывающее давление, а с ним и напор меняются с высотой в зависимости от влажности. Таким образом, обеспечивается непрерывность функции напора при переходе от зоны насыщения к зоне аэрации.
Закон движения влаги*
Экспериментальными исследованиями установлено, что при неполном водонасыщении движение влаги подчиняется закономерности, идентичной закону Дарси (1.54):
где, однако, коэффициент пропорциональности к (W) не является константой, но зависит от влажности. Его принято называть коэффициентом влагопереноса.
ЗАДАНИЕ. По аналогии с коэффициентомфильтрации, обсудите физической смысл коэффициента влагопереноса.
ЗАДАЧА. Рассмотрите движение воды в тонкой трубке, средняя часть которой занята воздухом (рис. 6.23). Действуя по аналогии с выводом формулы Гагена-Руазейля (см. раздел 1.1.5), получите формулу [271
Так как
где W — относительная влажность, то
Рис. 6.23. Схема влагопереноса в имеет ВИД- трубке, частично заполненной воз- —
Do'stlaringiz bilan baham: |