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ω值、Lu值、K值关系探讨

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:以前我国对压水试验的成果多是用单位吸水率ω值来表示。目前在地质勘探和灌浆工作中,国际上大多数国家采用的“数量”型单位仍然是传统的吕荣单位。试验成果的统计结果表明,当透水性较小时,岩缝内的流态属于层流,p~Q关系多为直线关系,Lu与ω之间才符合式(2-2)关系;当Lu>5时,流态开始呈现紊流特征,p~Q关系表现为曲线型式,用式(2-2)推算就可能发生较大的误差。图2-1渗透系数K与吕荣值Lu的关系曲线

ω值、Lu值、K值关系探讨

以前我国对压水试验的成果多是用单位吸水率ω值来表示。其涵义是在每米水头作用下,每米钻孔长度内每分钟的吸水量。单位为L/(min·m·m)。计算公式为

式中 Q——平均的或选择的压入流量,L/min;

   p——用水柱高度计量的压水压力,m;

   L——试验段长度,m。

这是20世纪50年代学习苏联的办法。目前在地质勘探和灌浆工作中,国际上大多数国家采用的“数量”型单位仍然是传统的吕荣单位(以Lu来表示)。它已流行了70多年,在多数文献中也都把它作为基本单位。为便于不同工程间参照对比和国际交流,部颁的《水利水电工程钻孔压水试验规程》和SL62—94《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》都采用这一国际标准。

按照两者的定义,可得出:

当然,由于两种试验方法所使用的压力不尽相同,而p~Q并非都是直线关系,所以用此式换算并非总是正确的。试验成果的统计结果表明,当透水性较小(Lu<5或ω<0.05)时,岩缝内的流态属于层流,p~Q关系多为直线关系,Lu与ω之间才符合式(2-2)关系;当Lu>5(即ω>0.05)时,流态开始呈现紊流特征,p~Q关系表现为曲线型式,用式(2-2)推算就可能发生较大的误差。

当用压水试验来估算渗透系数时,Lu在20以下,可利用下式求算:

式中 K——渗透系数;

   Q——压入流量;(www.xing528.com)

   L——试验段长度;

   γ0——钻孔半径;

   Lu——吕荣值。

作为近似关系:

也可以用C·库兹纳尔推荐的曲线图2-1查找[33]。该图给出了不同地方的研究结果,可以提供大致合理的近似值。该图提供的大致情况是:

Lu>30相当于K=10-5m/s或10-3 cm/s;

Lu=5~20相当于K=5×10-6~5×10-7 m/s或5×10-4~5×10-5cm/s;

Lu=1~3相当于K=10-7m/s或10-5 cm/s。

图2-1 渗透系数K与吕荣值Lu的关系曲线

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