文档介绍：LOGOFundamentals of Hydrogeology水文地质学基础第五章包气带水的运动主讲教师:pany pany 毛细负压与毛细压力水头?包气带特点——复****岩石空隙未被水充满②是固、液、气三相介质并存介质?在毛细水中:讨论过毛细现象、毛细力、毛细水的存在形式?毛细负压与毛细压力水头①表面张力:液体表面有一个张力,将液体表面看成一个拉紧的弹性薄膜,表层分子间则以一种弹性力相连,这种弹性力就相当于表面张力,大小:f = α·Lα-表面张力系数(单位dyn/cm,1dyn=10-5N)L—液面线段长度方向:平行液面,垂直L—pany 毛细负压与毛细压力水头?毛细负压与毛细压力水头②毛细力:表面张力使液面发生弯曲,当弯曲呈半圆球形时(细小),弯液面上产生毛细力,即表面张力的合力称为毛细力(f)?毛细力作用在弯液面(半圆球)上,称为毛细压强?α-为液体的表面张力系数? R-半圆球曲率半径Rsfpc?2??fCompany 毛细负压与毛细压力水头?任意弯曲液面,表面压强:α为液体的表面张力系数,R1与R2为弯曲液面的2个曲率半径?当弯曲液面为半圆球时R1=R2=R,D=2R,D为直径?毛细压强是有方向的,对液面来说(水),这是个负压强——又称毛细负压(pc)?压强转化为水柱高度表示(hc))R1R1α(p21c??毛细负压D4αR2α)R1R1α(p21c????pany Logo化为水柱高度表示(hc)?ρ-水的密度,取1g/cm3 ; g-重力加速度,取981cm/s2;α-表面张力系数,取74dyn/cm=74×10-5N/mD——毛细管直径(用mm表示)?hc——毛细压力水头(m)????gD?? pany Logo水头,又称毛细压头PcHA= ZA+hAHB= ZB+hBHA =0+0=0HB =0-hc=-hcHC =hc-hc=pany 毛细压力水头的测定方法:?在饱水带中:测量任一点的压力水头—用测压管(压力计)HA=ZA+hA?在包气带中(测负压):张力计(tensionmeter)前端装上多孔陶瓷头(捧);插入土中;张力计管中充满了水,在非饱和土中,空隙中的负压与张力计液面高度平衡后,张力计形成的负压与所测点B相等时,张力计上的-hBc即为测点的负压例:HB=ZB-hBc HC=ZC-hCc(图示)?如果测得包气带中HB﹥HC,其意义如何(与水力学水头概念一致),水流运动方向为B→C,入渗水流?如果测得包气带中HB <HC,水流运动方向为C→B, 水流??pany Logo仪负压测量仪————张力计张力计。。BB水陶土头土体hc饱水带饱气带。。CCBCA?HA=ZA+hA?HB=ZB-pany 毛细上升高度与毛细上升速度毛细上升高度1)插入水中,达到平衡后:?HA=ZA+0 =0? HB=ZB+(-hc)= -hc? HC= ZC+(-hc)=02)此时毛细管中的最大上升高度hc称为毛细上升高度,