Водопроницаемость грунтов

Водопроницаемость – способность дисперсных грунтов пропускать (фильтровать) воду через свои поры. Ее надо учитывать при использовании грунта для возведения насыпей, при устройстве водоотводных и осушительных (дренажных) сооружений, при расчете скорости уплотнения грунта под нагрузкой и др. Движение воды через грунты является ламинарным и подчиняется закону Дарси:

, (2.17)

где Q – расход воды, т.е. количество воды, фильтрующейся через поперечное сечение водоносного пласта, м³/сут; K_ф – коэффициент фильтрации, м/сут; А – площадь поперечного сечения потока, м²; J – гидравлический градиент, численно равный , здесь – разность напоров, м; l – длина пути фильтрации, м.

Разделив обе части выражения (2.17) на А, получим . Отношение представляет собой скорость движения воды. Следовательно, . При гидравлическом градиенте, равном единице, скорость фильтрации равняется . Отсюда следует, что коэффициент фильтрации представляет собой скорость движения воды через грунт при гидравлическом градиенте, равном единице, и имеет размерность см/с, м/сут. Коэффициент фильтрации грунта зависит от гранулометрического и минералогического составов грунта, а также от его плотности. Его значения изменяются для песков – см/с; супесей – см/с; суглинков – см/с; глин – см/с, где a может быть любым числом. Экспериментальное определение коэффициентов фильтрации грунтов проводят в лаборатории и в полевых условиях. Во всех случаях измеряют количество воды, профильтровавшейся через грунт за определенное время. Для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов для дорожного строительства используют фильтрационный прибор Союздорнии. Испытания проводят на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности по ГОСТ 22733-77.

Коэффициент фильтрации определяют расчетом по формуле

, (2.18)

где Q – расход воды, см³; t – продолжительность фильтрации воды, с; 864 – переводной коэффициент из см/с в м/сут; A – площадь поперечного сечения цилиндра, см³; J – гидравлический градиент.

Найденный при испытаниях коэффициент фильтрации K_ф (м/сут) приводят к его значению при температуре 10 ºС, вводя поправку

, (2.19)

где – температура фильтрующейся воды.