نفاذية التربه للماء

نفاذية التربه للماء
soil permeability

تعتبر المياه بحركتها ومحتوياتها عنصرا مهما في التربه سواء كان ذلك لحركة الالات ، للانشاءات أو الزراعه ولذلك فعلى المهندس أن يلم بكافة التفاصيل المتعلقة بمياه التربة .تتواجد المياه الأرضيه في فراغات التربه في عدة صور يمكن توضيحها علي النحو التالي :

الرسم التالي يوضح المياه الجوفيه والمياه الشعريه والمياه الموجودة في طبقات الأرض المختلفه.

شكل يوضح طبقات المياه الارضيه

كلما تبخرت المياه عند سطح الأرض بفعل درجة الحراره أو تيارات الهواء ،فان المياه المفقوده يتم تعويضها بارتفاع المياه من منسوب المياه الجوفيه خلال الأنابيب الشعريه المتكونه باتصال الفراغات في التربه ينتج عن ذلك سريان مستمر للمياه الأرضيه في الفراغات الي أعلي لاعادة اتزان المياه .

يطبق قانون دارسي Darcy law لسريان المياه في الأنابيب علي سريان المياه خلال فراغات التربه تحت تأثير فرق ضغط هيدروليكي لوجودها علي مستويات رأسيه مختلفه ممايسبب ميل هيدروليكي بين أي نقطتين علي خط السريان .

ينص القانون :-
أن سرعة سريان المياه تتناسب مع الميل الهيدروليكي : V=Ki , V&i

V = سرعة التصرف , K= ثابت يسمي معامل النفازيه

i= الميل الهيدروليكي =h/L D

K=VL, V=KD h/L

D h
لكن K=Q\D H : Q=VL
حيث Q= معدل تصرف المياه بين أي نقتطين .

يفترض قانون دارسي أن السريان مستمر وخطي وهما ينطبق غالبا علي سريان المياه في الرمل الناعم والطمي والطين ولكن لا ينطبق في الغالب علي الرمل الخشن والزلط .
كذلك فان القانون يفترض أن سريان المياه في خط مستقيم وأن معدل فقد الطاقه ثابت علي طول الخط .

بالرغم من عدم دقة هذه الفروض فان قانون دارسي يمثل دعامه حقيقيه لدراسه نفازيه التربه .
هنالك سرعتان للمياه في التربه : سرعه ظاهريه تسمي بسرعة السريان يتم حسابها بقسمه تصريف المياه خلال مساحه معينه من التربه علي تلك المساحه Q\VP=AT :VP=Q\AT

السرعه الثابته هي سرعة حقيقية تسمي بسرعة التسرب وهي تزيد عن سرعة السريان حيث يتم تقديرها من المساحه الحقيقيه للفراغات وليس المساحه الكليه لقطاع التربه :VS=Q/AV

وحيث أنه من المفترض أن التربه متجانسه فان مساحة الفراغات الي المساحه الكليه لقطاع التربه هي نفس حجم الفراغات الي الحجم الكلي للتربه والمعبر عنها بالمساميه (n)

سرعة السريان

= VP = AT / Q X AV = AV =

سرعة التسرب Vs Q AT

= VP :.

معامل النفازيه K يعبر عن خواص التربه ويعتمد علي التوزيع والتدروج الحبيبي وتركيب التربه ويتناسب مع نسبه الفراغات . يمكن تحديد معامل النفازيه معمليا وحقليا

ويعتبر الحقل اكثر دقه من المعمل . هنالك طريقتان لتحديد K معمليا وذلك باستخدام جهاذان مختلفان في فارق الجهد بين مدخل ومخرج المياه من عينه التربه .

الجهاز الأول يسمي جهاز النفازيه ثابت الجهد والثاني جهاز النفازيه متناقص الجهد . يستخدم الاول لتعيين K للتربه غير المتماسكة (معامل نفازية كبير).

ويستخدم الثاني لتعين k للتربه المتماسكه (معامل النفازيه صغير) .

كذلك يمكن تقدير معامل النفازيه K في تربه أفقيه حسب فرق ارتفاع الماء بين النقطتين وطول العينه

تختلف التربه في نفازيتها للمياه علي حسب المكونات الحبيبيه, فبينما نجد التربه الرمليه ذو نفازيه عاليه , نجد التربه الطينيه ذو نفازيه ضعيفه وبطيئه وبالتالي عند تعرض التربه الطينيه لقوي وضغوطات خارجيه فان خروج المياه من المسامات يكون بطيئا جدا .

أما في التربه الزراعيه فان هذه النفازيه غير منتظمه وتختلف من مكان الي اخر لعدم تجانس مكونات التربه الزراعيه .
يختلف معامل النفازيه أفقيا وراسيا في التربه كما يتأثر بكثافة التربه فيقل بزيادة الكثافه ويزيد بزيادة نسبة الفراغات

Log K& e , K&e, K=ae
--------------------------
موضوع ذات صلة
permeability coefficient
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

المسامية
هي الحجم المملوء بالمائع (من الصخرة) إلى حجم الصخرة الكلي. هذه المسامية هي المسامية المطلقة absolute porosity إما الفعالة فتشمل حجم المسامات المتصلة interconnected pores المشبعة بالماء او الهيدروكاربون القابل للإنتاج. المسامية التي تتكون خلال عملية الترسيب هي مسامية أولية او أصلية original or primary porosity هذه المسامية تقل مع عمق الدفن بسبب زيادة حمولة الصخور overburden pressure هذا النقصان بصورة اسية.
في الصخور الرسوبية تكون أعلى قيمة للمسامية هي 40% و اقل قيمة هي صفر.
المسامية الأولية تتعرض إلى تغيير و تحول خلال تكوينها إثناء الترسيب و بعده هذه العمليات هي: compaction, cementation, solution, recrystallization, replacement and fracturing
عمليات الانحلال و الاستبدال و التشقق قد تؤدي الى زيادة المسامية حيث يتكون ما يعرف بالمسامية الثانوية secondary porosity.
الصخور الرملية فيها مسامية اولية فقط,, اما الصخور الكلسية ففيها مسامية اولية و اخرى ثانوية, المسامية الثانوية تكون على اشكال مختلفة هي:
1- fracture porosity.
2- vugular porosity.
3- cavernous porosity.
4- channel porosity.
ان المسامية الثانوية ذات اهمية كبيرة من الناحية الانتاجية في المكامن الكلسية او الكاربونية.
تقاس المسامية الكلية total porosity من خلال تسجيل ال sonic log بأستخدام المعادلة الاتية:
Øsonic = Δtlog – Δtmatrix \ Δtfluid – Δtmatrix
و من ال density log من خلال المعادلة الاتية:
Ødesity = ρmatrix – ρlog \ ρmatrix – ρfluid
و من خلال الneutron log بصورة مباشرة.
و اما المسامية الثانوية فتحسب بالمعادلة: - Øsonic Øtotal = Øsecondary
النفاذية
اما النفاذية فهي قابلية الصخرة على السماح للموائع بالمرور من خلالها بحيث تكون هذه الصخرة مشبعة 100% بالمائع و هذه النفاذية تعرف بالنفاذية المطلقة و تقاس بوحدة الدارسي و من خلال معادلات دارسي و كوزيني و ويلي و من خلال جس ال SP log اما اذا لم تكون الطبقة مشبعة 100% بالمائع او كان هناك موائع مصاحبة (نفط ,غاز, ماء) فان النفاذية المقاسة تكون النفاذية الفعالة وهي قابلية الصخرة على السماح للموائع بالمرور من خلالها بوجود موائع اخرى و بذلك تكون قيمة النفاذية الفعالة محصورة بين الصفر و ال100%.
و اما النفاذية النسبية فهي نسبة النفاذية الفعالة الى المطلقة و بذلك تكون قيمتها محصورة بين الصفر و قيمة النفاذية المطلقة.
Porosity & permeability relationship
تعتمد نفاذية الصخرة على النفاذية الفعالة فكلما زادت المسامية الفعالة كلما زادة النفاذية.و تزداد المسامية الفعالة مع زيادة حجم الحبيبات في الصخور الرملية ذات التصنيف الجيد well sorted grain packing و لكن زيادت النفاذية مع زيادة المسامية الفعالة ليس دائمي و ان هذه العلاقة ليست دائما صحيحة حيث من الممكن ان يقل حجم الحبيبات و تبقى المسامية ثابتة و لكن النفاذية تقل.
معامل التمعج coefficient of tortuosity يؤثر على النفاذية, قيمة هذا المعامل يساوي واحد اذا كانت مسارات المائع داخل الوسط المسامي مستقيمة, و هذا يعني ان النفاذية تكون عالية و تقل النفاذية بزيادة قيمة هذا المعامل( أي بزيادة تعرج مسار المائع داخل الوسط لمسامي).
في الصخور المكمنية الكلسية تكون العلاقة بين المسامية الفعالة و النفاذية متغيرة جدا و لا تعتمد على نوع و درجة التصنيف. قد نشرح مختصر عن المسامية و النفاذية و العلاقة بينهما
جد صخرة لها مسامية قلية و لكن حجم المسامات المتصلة كبير و لهذا السبب فان نفاذيتها عالية. و هنالك صخور مكمنية كلسية لها مسامات بين الحبيبات intergranular pores, و بشكل عام فان العوامل التي تؤثر على نفاذية الطبقة المكمنية الكلسية هي:
1. صفات المسامات و شكل القنوات و المسارات فيما اذا كانت مستقيمة او متعرجة.
2. معدل حجم المسامات.
3. المسامية الفعالة.
4. شكل المسامات.
5. درجة التسميت و نوعه.
6. وجود الشقوق و مقدارها.
اعتذر عن عدم التوسع و ارجوا التعليق و نسألكم الدعاء

موضوع: س & ج الإثنين مارس 19, 2012 5:14 pm

سؤال من اخ كريم بالجروب الخاص بنا على الفيس بوك يقول
السلام عليكم , بشمهندسين عاوز اعرف اجيب ازاى معامل النفازية بدلالة SPT وشكرا؟؟؟؟

وللاجابعلى هذا السؤال ارجو تحميل الملف المرفق وهو يشرحها بأصتفاضة

المرفقات

الباب التاسع.doc: لا تتوفر على صلاحيات كافية لتحميل هذه المرفقات.; (122 Ko) عدد مرات التنزيل 15

» نفاذية التربة للمياه موضوع متكامل بالصور والفيديوهات
» تدبيس التربه او تثبيت التربه Soil Nailing
» double ring test for permeability in soil
» ملفات بوربوينت في "ميكانيكا التربه و الاساسات"
» جميع اختبارات التربه المستخدمه فى الجسات و الانشاءات باللغه العربيه مصوره