su gözenek basıncı - Pore water pressure
Gözenek su basıncı (bazen kısaltılır pwp ) belirtir basınç arasında yer altı bir mesafede tutulan toprak ya da kaya parçacıklar (arasında boşluklar, gözenekler ). Aşağıdaki Gözenek su basınçları yer altı suyu düzeyi yeraltı suyu ile ölçülür Piyezometreler . Dikey boşluk suyu basınç dağılımı aquifers genellikle yakın olduğu varsayılabilir hidrostatik .
Olarak doymamış bölgeye , gözenek basıncı tarafından belirlenir kılcallık ve ayrıca şu şekilde de ifade edilir gerilim , emme ya da matris basınca. Doymamış koşullar altında (Gözenek su basınçları vadoz bölge ) ile ölçülür tansiyometrelerle . Tansiyometrelerle gözenek su geçirgen ile referans basınç göstergesi ile dengeye gelmesini sağlayarak faaliyet seramik toprak ile temas edecek şekilde yerleştirilir fincan.
içindekiler
- 1 Genel ilkeler
- 2 su tablasının altında Gözenek su basıncı
- 3 su tablası üzerinde Gözenek su basıncı
- 4 Ayrıca bakınız
- 5 Kaynaklar
Genel ilkeler
Basınç nedeniyle geliştirir
- Örneklendiği gibi su yükseklik farkı, su, yükseklik düşürmek için daha yüksekte akan ve bir hız farkı neden olmak ya da su akışı ile Bernoulli enerji denklemleri .
- ölçülen noktasının üzerinde malzemenin ağırlığından kaynaklanan Hidrostatik su basıncı.
- Ozmotik basınç, homojen olmayan agregasyon iyon bunlar çekim moleküler yasaları tarafından çekmek su partiküllerinin bir kuvvet meydana konsantrasyonları.
- Emme baskı, adsorbe edilen su filmleri birbirine kir partikülleri çevreleyen cazibe.
- Matric emme. Basınç kuru toprak toprağın toplam blok nem içeriği eşitlemek için çevreleyen malzeme ile icra etmekte ve gözenekli hava basıncı arasındaki fark olarak tanımlanan doymamış toprak belirleyici özelliği, bu terim karşılık gelir ve su gözenek basıncı, .
su tablasının altında Gözenek su basıncı
Su kaldırma etkisi, örneğin bir toprak ortamında herhangi bir noktada etkili bir stres mevcut gibi belirli toprak özellikleri üzerinde büyük bir etkisi vardır. Keyfi bir noktası zemin yüzeyi altında beş metre düşünün. Kuru toprakta, bu nokta deneyim toprağın özgül ağırlığı ile çarpılır derinliği yeraltı (5 metre) eşit bir toplam üst stres, parçacıklar. Bununla birlikte, lokal zaman su tablası yüksekliği söz konusu olan beş metre, toplam gerilme yüzeyden itibaren beş metre beş metre alanı için su seviyesinin yüksekliğinin ürün tarafından azaltılır, keçe ve suyun özgül ağırlığı, 9.81 kN / m ^ 3. Bu parametre, bir toprağın toplam gerilme ve gözenek su basıncı farkından temel olarak eşit, toprak etkili stres olarak adlandırılır. Boşluk suyu basıncı, etkili bir stres bir toprağın toplam gerilme ayırt esastır. Toprakta stres Doğru gösterimi mühendislik işleri çeşitli hassas alan hesaplamalar için gereklidir.
hesaplanması için Denklem
Akış, derinlikte gözenek basıncı olduğunda h w su yüzeyinin altında, şudur:
- ,
nerede:
- p s , doymuş gözenek su basıncı (kPa)
- g ağırlık suyun birim ağırlığı (kN / m 3 ),
- (İngilizce Birimler 62,43 lb / ft ^ 3)
- h ağırlık , su tablası (m) aşağıdaki derinliği
Ölçüm yöntemleri ve standartları
Su tablasının altında boşluk suyu basıncı ölçmek için standart bir yöntem sıvının bir sütun karşı yükselir yükseklik ölçen bir piezometer istihdam ağırlık ; yani statik basınç (veya piezometrik kafa belirli bir derinlikte yeraltı suyu). Piyezometreler genellikle elektronik basınç kullanan dönüştürücüleri veri sağlamak için. Islah Birleşik Devletleri Bürosu Piyezometreler bir kaya kütlesi su basıncını izlemek için bir standart vardır. Bu siteler , ASTM D4750, "iyi bir sondaj deliğinde Yeraltı sıvı Düzeylerinin Belirlenmesi veya izleme için Standart Test Yöntemi (Gözlem Well)".
su tablası üzerinde Gözenek su basıncı
Yukarıdaki herhangi bir noktasında su seviyesinin tarafından kanıtlandığı gibi, vadoz bölgesinde etkili stres, toplam gerilme yaklaşık olarak eşit olan Terzaghi prensibi . Bu kısmen doymuş topraklarda boşluk suyu basıncı aslında negatif olarak gerçekçi etkili stres, toplam gerilme daha büyüktür. Bu, çevredeki parçacıklar üzerinde bir emme etkisine neden vadoz bölge boyunca boşluklarında gözenek suyun yüzey gerilimi, yani matris suction.This kılcal etki "vadoz bölümü içinden suyun yukarıya doğru hareket" dir (Coduto, 266) en başta gelen nedeni. Bu tür yoğun yağış neden olduğu şekilde, su sızıntısını artan toprağın kayma mukavemeti bir azalma ile sonuçlanır, toprak su karakteristik eğrisi (SWCC) tarafından tarif edilen bir ilişki sonra matris emiş bir düşme ortaya çıkartarak, ve eğim stabilitesi azalır. Toprakta kılcal etkileri nedeniyle akmasına içinden rasgele bağlı boş alan ve parçacık girişim için serbest su içinde daha karmaşıktır; bağımsız olarak, negatif boşluk suyu basıncı genellikle zirveleri kılcal yükselme, bu bölgenin yüksekliği, yakından basit denklem ile tahmin edilebilir. Kılcal yükselme yüksekliği su ile temas içinde boş alan çapına ters orantılıdır. Bu nedenle, boşluk oranı daha küçük, daha yüksek su gerginlik kuvvetler nedeniyle yükselecek. Kumlu topraklar boşluklar daha fazla oda daha iri malzeme oluşur ve bu şekilde daha fazla akışkan toprakların, göre daha nedenle çok daha sığ bir kılcal bölge sahip olma eğilimindedir killer ve çamurların .
hesaplanması için Denklem
Su tablası derinlikte değilse d ağırlık ince daneli topraklarda, daha sonra zemin yüzeyinde gözenek basıncı:
- ,
nerede:
- p g , zemin seviyesinde doymamış boşluk suyu basıncı (Pa)
- g ağırlık suyun birim ağırlığı (kN / m 3 ),
- d ağırlık , su seviyesinin (m) derinliği
ve derinlikte gözenek basıncı, z yüzeyi aşağıya:
- ,
nerede:
- s U noktasında doymamış boşluk suyu basıncı (Pa), z , zemin seviyesinin altında,
- Z u zemin seviyesinin altında derinliktir.
Ölçüm yöntemleri ve standartları
Bir tansiyometre matris su potansiyeli (belirlemek için kullanılan bir alettir ) ( toprak nemi vadoz bölge gerilimi). Bir ISO standardı, "Toprak kalitesi - boşluk suyu basıncının belirlenmesi - Tensiometre yöntemi", ISO 11276: 1995, "doymamış ve doymuş toprak kullanılarak tansiyometrelerle gözenek su basıncının belirlenmesi için yöntemler (noktası ölçümleri) tarif uygulanabilir yerinde ölçümler için. örneğin alan ve, toprak çekirdekler, deneysel incelemelerde kullanılan ". Bu "matris ve pnömatik basınç toplamı" olarak gözenek su basıncı tanımlar.
matric basınç
Tersinir olarak taşımak için yapılır ve gereken çalışma miktarı izotermal olarak zemin suyu için, yükseklik ve söz konusu noktanın harici gaz basıncında bir havuzdan, toprak su bileşimde, aynı su son derece küçük bir miktarda söz konusu noktada taşınan suyun hacmi ile ayrıldı.
Pnömatik basınç
Bir havuzdan, toprak su bileşimde, aynı tersine çevrilebilir taşımak amacıyla yapılan ve su izotermal son derece küçük bir miktar olmalıdır çalışma miktarı atmosfer basıncında benzer bir havuz için, ve söz konusu noktanın yüksekliği taşınan suyun hacmi ile bölünen söz konusu noktanın, bir harici gaz basıncı.