地質(zhì)大水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)講義05毛細(xì)現(xiàn)象與包氣帶水的運(yùn)動(dòng)_第1頁
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文檔簡介

第五章毛細(xì)現(xiàn)象與包氣帶水的運(yùn)動(dòng)將細(xì)小的玻璃管插入水中,水會(huì)在管中上升到一定高度才停止,這便是固、液、氣三我們?cè)噥矸治龈郊颖砻鎵簭?qiáng)是如何引起的。為了方便起22R因此,此時(shí)彎液面下的液體實(shí)際承受到的表面壓強(qiáng)(以下簡稱“實(shí)際表面壓強(qiáng)”)P=α(+)(5—2)當(dāng)液面為凸形時(shí),附加表面壓強(qiáng)是正的。此時(shí),實(shí)際表面壓強(qiáng)P=P0+Pc。如液面為升起,當(dāng)毛細(xì)管足夠細(xì)時(shí),彎液面接近于凹進(jìn)的半圓球形面。根據(jù)(5—2)式,此處R1=R2=r,P=或Pc=(5—3)凹形彎液面產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)Pc,是個(gè)負(fù)壓強(qiáng),稱為毛細(xì)壓強(qiáng)。凹形彎液面的水,由于hc==≈(5—4)g——重力加速度,等于981cm/s2;α——表面張力系數(shù),取74dyn/cm(=74×10-3N/mD——毛細(xì)管直徑,單位為mm。hp張力計(jì)hcZhp張力計(jì)hcZ多孔杯多孔杯Z基準(zhǔn)面 基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面張力計(jì)中的水張力計(jì)中的水1234飽水帶中任意一點(diǎn)的水頭值H可表示為:H=Z+hp而包氣帶中任一點(diǎn)的水頭值H則為:H=Z?hcppH=Z+hp=0(Z=0,hp=0)H=Z?hc=0?hc=?hc(5—8)即比周圍潛水面水頭低hc,則在此水頭差驅(qū)動(dòng)下,支持毛細(xì)水將上升。當(dāng)支持毛細(xì)水彎液H=Z?hc=hc?hc=0(5—9)最大毛細(xì)上升高度(cm) h指向液面凹側(cè)的箭頭表示毛細(xì)力,由于水柱重心向下的箭頭表示重力,線在上層顆粒細(xì)而下層顆粒粗的層狀土中,細(xì)粒層中放大圖1是反抗重力保持于土中的最大持水度。這部分水與其下飽水帶中,任一特定的均質(zhì)土層,滲透系數(shù)K是常數(shù);但在包氣帶中,滲透系數(shù)K隨K=K(W)(5—11):(;(Vz=K(W)(5—12)),水的前鋒到達(dá)深度Z處時(shí),位置水頭為-Z(取地面為基準(zhǔn),向上為正),前鋒處彎液面造t

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