Водопроникність ґрунтів

Здатність ґрунтів пропускати через себе воду називається водопроникністю, а рух води у ґрунтах чи породах під дією напору - фільтрацією.

Коефіцієнт фільтрації (Кф) - це міра водопроникності ґрунту, дорівнює швидкості руху води при градієнті напору, рівному 1. Вимірюється у см/сек або м/добу.

Водопроникність ґрунтів визначається багатьма факторами. Найбільш важливими з них є геометрія шпарового простору (розмір шпар, їх звивистість) і характер розкриття тріщин, а також властивості рідини, що фільтрується.

Розмір шпар й їх форма, а також величина шпаруватості у значній мірі визначаються дисперсністю і мінералогічним складом ґрунтів чи порід. Тому глинисті породи володіють малою водопроникною здатністю у порівнянні з гравелистими і галечниковими, а монтморилонітові глини мають значно меншу водопроникність, ніж каолінітові. Малу водопроникність глин і інших глинистих порід використовують у практичних цілях для створення із них водонепроникних екранів у дамбах, каналах і інших спорудах.

Розмір шпар ґрунту залежить не тільки від діаметру і форми частинок, але і від їх складення: для пухкого складення частинок розмір шпар вищий, ніж для щільного складення. Вплив змін шпаруватості на водопроникність зростає у міру збільшення дисперсності ґрунтів.

Суттєвий вплив на водопроникність ґрунтів мають текстурні особливості. Наявність шаруватості зумовлює неоднакову водопроникність ґрунтових товщ у горизонтальному і вертикальному напрямках. Найбільш яскраво фільтраційна анізотропія виражена у шарувато-стрічкових глинах, у яких водопроникність у горизонтальному напрямку у кілька разів вища. Лесові породи також володіють чітко вираженою фільтраційною анізотропністю. Водопроникність лесових порід у вертикальному напрямку часто в 5-10 (до 20-30) разів вища, ніж у горизонтальному. Це зумовлено наявністю трубчастих вертикальних макрошпар.

Процеси, які ведуть до зміни розміру шпар і їхньої кількості, впливають на водопроникність ґрунтів і порід. Так, наприклад, у результаті порушення структури ґрунтів, особливо глинистих і лесових, і наступного їх ущільнення відбувається значне зменшення водопроникності, а також вирівнювання її у різних напрямках.

Водопроникність глин при однакових рівних інших умовах (однаковий мінералогічний склад, дисперсність, щільність) у значній мірі залежить від складу і концентрації електролітів у фільтруючій воді і складу обмінних катіонів. Дослідження показують, що проникність глин при фільтрації прісною водою значно менша, ніж при фільтрації розчином електролітів з концентрацією більше 0,1-1 н. Так, наприклад, при фільтрації розчином NaСІ з концентрацією 10 % через монтморилонітові глину коефіцієнт фільтрації збільшився у 2,7 разів у порівнянні з коефіцієнтом фільтрації з водою.

Водопроникність глин по відношенню до електролітів у значній мірі залежить від виду глинистого мінералу. У міру впливу електролітів на зміну проникності мінерали розташовані у наступному порядку (у порядку зменшення впливу електролітів): монтморилоніт, гідрослюда, каолініт. Вплив концентрації фільтруючого через ґрунт електроліту зменшується у міру зменшення кількості глинистих частинок.

Поиск по сайту: