Закон Дарси

15.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