ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Явление фильтрации из "Подземная гидравлика " Под фильтрацией понимают движение (просачивание) жидкости или газа или газожидкостной смеси через твердое тело, имеющее пустоты, одни из которых называют порами, другие трещинами. Мельчайшие пустоты обладают тем свойством, что силы молекулярного взаимодействия между жидкостью и твердыми стенками очень велики. Они образуют молекулярные поры. В самых больших пустотах взаимодействие жидкости со стенками лишь частично влияет на ее движение. Такие пустоты называются кавернами. Промежуточное место между молекулярными порами и кавернами занимают просто поры. Твердое тело, содержаш ее поры, представляет собой пористую среду песок, песчаник, известняк. [c.14] Жидкость, газ, смесь жидкости и газа, другими словами —всякая текучая среда, часто именуется в зарубежной литературе собирательным термином флюид (fluid), если не ставится задача выделить характерные особенности движения данной среды. [c.14] Если объем пространства, занятого порами, не изменяется или изменяется так, что его изменениями можно пренебрегать, пористая среда считается недеформируемой. Если же под влиянием упругих сил происходят такие изменения объема порового или трещиноватого пространства, величиной которых пренебрегать нельзя, среду следует рассматривать как упругую. [c.15] Другой моделью пористой среды в виде множества шарообразных частиц одинакового диаметра является модель фиктивного грунтл. По идее Ч. Слихтера, все шарообразные частицы, образующие данную пористую среду, уложены во всем ее объеме одинаковым образом по элементам из восьми шаров. Наименее плотная укладка шаров — та, при которой центры восьми шаров помещаются в вершинах куба (см. рис. 2, а). [c.15] Наиболее плотная укладка получается при расположении центров восьми шаров в вершинах ромбоэдра с углом ромба а = 60° (рис. 2, 6). [c.15] Слихтер. Недостаточно рассмотреть элемент из восьми шаров и предположить симметричную картину для всех остальных шаров. [c.16] Не останавливаясь на описании более сложных моделей пористой среды, заметим, что даже при одинаковых диаметрах шарообразных частиц грунта можно получить много различных комбинаций укладки шаров. [c.16] Часто пористость выражают в процентах по отношению ко всему объему т. [c.16] Величина т согласно формуле (П.4) изменяется в таких пределах т = 0,0931 при а = 60° та = 0,2146 при а = 90°. [c.16] Фиктивный грунт может моделировать хорошо отсортированный песок с правильной упаковкой зерен. Но даже и при упорядоченной упаковке зерен для естественных рыхлых материалов обнаруживается следующая закономерность чем меньше размер аерен, тем больше пористость. [c.17] Для природных или искусственных материалов различают две пористости общую, или абсолютную пористость и активную, или эффективную пористость. Общая пористость, определяемая по формуле (II.1), будет в том случае, когда под т понимают объем всех пор образца пористой среды. Активная пористость будет, если т в формуле (II.1) обозначает объем только сообщающихся пор. [c.17] Объем порового пространства такого природного материала, каким является кварцевый песок, изменяется незначительно даже под действием довольно больших давлений. [c.17] Расчет показывает, что при значениях тщ, равных 0,4—0,5, пористость глинистого сланца на глубине 1800 м оценивается величиной т = 0,05 [12]. [c.17] На понижение значения пористости горных пород наряду с сжатием влияет их сцементированность. По-видимому, цементирующее вещество, преимущественно располагающееся в местах бывших контактов между зернами осадочных пород, образовалось в течение геологического периода. [c.17] Со способами определения пористости в лабораториях читатель может ознакомиться в специальной литературе. [c.17] Для практических расчетов существенно знать среднюю просветность некоторого объема пористой среды. [c.17] Из формулы (11.9) видим, что средняя просветность равна пористости т. [c.18] Чтобы в расчетах, относящихся к фильтрационному потоку жидкости или газа в естественных породах, можно было пользоваться формулами, выведенными для фиктивного грунта, следует подобрать соответствующий размер шарообразной частицы фиктивного грунта. Размер частицы должен удовлетворять следующему условию геометрическая характеристика гидравлического сопротивления, оказываемого фиктивным грунтом фильтрационному потоку, должна быть такой, как и в случае реальной породы. [c.18] Диаметр частиц фиктивного грунта, удовлетворяющий этому условию, назовем эффективным диаметром и обозначим с1з. Для перехода от фиктивного грунта к естественному следует определить эффективный диаметр. [c.18] Вернуться к основной статье