文档介绍：Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础
学时 30 学分
福州大学紫金矿业学院
Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础
第五章包气带水的运动
本章内容
毛细负压与毛细压力水头
毛细压力水头的测定方法
毛细上升高度与速度
包气带水的下渗运动
包气带岩石的渗透系数
毛细负压与毛细压力水头
■包气带特点——复习
■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(毛细水头),毛细上升高度,毛细上升速度
毛细负压与毛细压力水头
●液体表面有一个张力(相互吸引,如同一个薄薄的膜)液面就会发生弯曲,当弯曲呈半圆形时( 细小)
●弯液面上,表面张力的合力称为毛细力(f)
●作用在弯液面(半圆)上,称为毛细压强
毛细负压与毛细压力水头
■当弯曲液面为半圆时(湿润角β=0),R1=R2
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,D为直径
■毛细压强是有方向的,对液面来说(是水),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)
(下面继续介绍)
毛细负压
毛细负压与毛细压力水头
■压强转化为水柱高度表示(hc)
■ρ取1g/cm3 ; g= 981cm/s2 ,
α=74dyh/cm=74×10-3N/m
D—毛细管直径(用mm表示)
■ hc—毛细压力水头(m)又称毛细压头
毛细压头
毛细压力水头,又称毛细压头
HA= ZA+hA
HB= ZB+hB
HA =0
HB =?
HC =?
毛细压力水头的测定方法:
■在饱水带中(用水力学原理):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=ZB+(-hBc)=HB (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C → B ,入渗水流
●如果测得包气带中HB ﹥ HC,水流运动方向为B → C, 水流??
张力计
负压测量仪——张力计