Tài liệu CHƯƠNG 6: CƠ SỞ ĐỘNG LỰC NƯỚC DƯỚI ĐẤT docx

6.2.2.3. Giới hạn của định luật
Số Reynolds liên hệ 4 yếu tố xác định khi nào dòng thấm chảy tầng
hay rối.
Sự khởi đầu chảy rối của nước dưới đất khi giá trị khi R thay đổi trong
phạm vi từ 60 – 600 .
Tuy nhiên thực nghiệm cho thấy là định luật Đacxy chỉ có giá trị khi
lực nhớt thống trị. Các điều kiện này chiếm ưu thế khi số Reynolds nhỏ
hơn 5- 10. Điều này có nghĩa là định luật chỉ áp dụng cho nước chuyển
động khá chậm.
µ
ρ
dv
R

=


6.2.3. Các công thức thấm phi tuyến tính
6.2.3.1. Công thức Xeri- Kraxnoponxki :
(6-5)
6.2.3.3. Công thức Proni (Dupuit)
I = av + bv
2
(6-6)
Khi vận tốc thấm nhỏ, giá trị bv
2
<< av, hay khi đó giá trị I tiến dần
đến giá trị aV (bỏ qua bV
2
) hay phương trình (6-6 ) có dang :
I = aV hay V = = kI (với k = 1/a), khi đó công thức quay trở lại định
luật Darcy.
+ Khi vận tốc lớn thì bv
2
>>av, hay khi đó giá trị I tiến đến dần đến giá
trị bv
2
(bỏ qua av)
Lúc đó phương trình có dạng I = bv
2
là một phương trình bậc 2
IKv
=


6.2.4. Thấm trong đất loại sét
Với đất loại sét, định luật thấm được biểu diễn theo biểu thức sau:














+−=
3
00
0
33
4
I
II
IIKv
v
i
i
o
4/3 i
o
v=K.i
v=K(i-4/3 i
o
)
i=(v/K)(1+
α
v)


6.3. Vận động ổn định của nước dưới đất trong các lớp đất đá đồng
nhất, đáy cách nước nằm ngang
Các yếu tố dòng thấm không thay đổi theo thời gian gọi là vận
động ổn định
1. Q: lưu lượng
2. V: theo định luật đacxy V = KI.
3. H: đối với nước không áp là mực nước. Đối với nước có áp là mực
áp lực
4. I: gradien áp lực
H
1
=h
1
H
2
1
2
MNN
1 2
m
H
1
H
2
MAL
dx
dH
I −=


Lớp đất đá đồng nhất nếu hệ số thấm K=const
1. Xác định lưu lượng Q của dòng thấm.
2. Vẽ đường cong hạ thấp mực nước (nước không áp) hoặc đường
cong áp lực (nước có áp).
6.3.1. Đối với nước không áp
6.3.1.1.Xác định lưu lượng Q của dòng thấm
Ta biết Q = V.F , với F = h.B
Theo định luật Đacxy : V = K.I
Suy ra: Q = K.I.F hay Q = K.I.h.B
Nếu ta gọi q là lưu lượng đơn vị thì
q = K.I.h
Khi đó gradien áp lực I sẽ là:
I = -dh/dx
1
2


dx
dh
hKq
−=
∫ ∫
−=
2
1
2
1

x
x
h
h
dhhKdxq
( )
2
2
1
2
2
12
hh
Kxxq
−
−=−
L
hh
KBBqQ
2

2
2
1
2
−
==
Thay giá trị hình vẽ vào ta có
⇒ ⇒
( )
L
hhK
q
2
2
2
2
1
−
=
Khi đó lưu lượng của dòng thấm là:
(6.10),
(6.11),
(6.9),


6.3.1.2. Xác định đường cong hạ thấp mực nước
Tức là q = q
1-x
= q
x-2

x
hh
Kq
x
x
2
.
2
1
2
1
−
=
−
L
hh
K
2
.
2
2
1
2
−
x
hh
K
x
2
.
2
1
2
−
=
Lưu lượng đơn vị qua mặt cắt x là
Từ (6.11), (6.12) và (6.13) ta có
(6.13)
(6.12)
(6.14),
phương trình đường cong hạ thấp mực nước
x
L
hh
hh
x
2
2
2
1
2
1
−
−=


6.3.2. Tầng chứa nước có áp lực
6.3.2.1. Xác định lưu lượng Q của dòng thấm
dx
dH
mKq
−=
∫ ∫
−=
2
1
2
1

x
x
H
H
dHmKdxq
( ) ( )
1212
HHmKxxq
−−=−
( )
12
12
.
xx
HH
mKq
−
−
−=
Khi đó lưu lượng đơn vị của dòng thấm là
(6.15)
1 x 2
L
x
1
x
2
x
m
H
1
H
x
H
2


L
HH
mKq
21

−
=
L
HH
mKBBqQ
21

−
==
Thay các giá trị theo hình vẽ
Khi đó lưu lượng của dòng thấm
là:
6.3.2.2. Xác định đường cong hạ thấp mực áp lực
x
HH
mKq
x
x
−
=
−
1
1

lưu lượng đơn vị tại mặt cắt x là:
q = q
1-x
= q
x-2

Từ (6.16) và (6.18) và (6.19) suy ra
L
HH
mK
21

−
x
HH
mK
x
−
=
1

( )
L
xHH
HH
x
.
21
1
−
−=
(6.16)
(6.17)
(6.18)
(6.19)
(6.20)
(6.21)
phương trình đường cong hạ thấp mực áp lực


6.4. Vận động ổn định của nước dưới đất trong các lớp đất đá
không đồng nhất, đáy cách nước nằm ngang
6.4.1. Xác định hệ số thấm trung bình khi nước thấm song song với
mặt lớp
Lớp thứ 1: q
1
= K
1
.h
1
.I
Lớp thứ 2: q
2
= K
2
.h
2
.I
…………………………
Lớp thứ n: q
n
= K
n
.h
n
.I
( )
IhKhKhKqq
nn
n
i
i

2211
1
+++==
∑
=
(6.21)

Xem chi tiết: Tài liệu CHƯƠNG 6: CƠ SỞ ĐỘNG LỰC NƯỚC DƯỚI ĐẤT docx