达西定律
達西定律()是描述液體流過孔隙介质的本构方程。這個定律是法國工程師亨利·達西在1856年基於水流過沙的實驗結果得到的。 此定律成為了地球科學的一個分支,水文地質學的基礎;並且在生理学中也應用在對於血液與微血管的描述中。 描述 根據整理,達西定律表述為: : Q=\frac{\kappa A (p_b - p_a)}{\mu L}. 其中Q為總流量,\kappa為介質固有的,A為介质的截面積,(p_a - p_b)為總壓降,L為壓降的距離…
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達西定律()是描述液體流過孔隙介质的本构方程。這個定律是法國工程師亨利·達西在1856年基於水流過沙的實驗結果得到的。 此定律成為了地球科學的一個分支,水文地質學的基礎;並且在生理学中也應用在對於血液與微血管的描述中。 描述 根據整理,達西定律表述為: : Q=\frac{\kappa A (p_b - p_a)}{\mu L}. 其中Q為總流量,\kappa為介質固有的,A為介质的截面積,(p_a - p_b)為總壓降,L為壓降的距離…
因為地層下陷導致損毀,在英國德比郡附近]] ,使地層的砂石與土壤流失,所引發的地層下陷。]] 地層下陷(),泛指地面向下沉陷的垂直地表變形,基準面一般以平均海水面為基準。變形方向與地殼抬升運動相反。地層下陷發生的時間尺度分布極廣,從幾日到幾千年皆有可能。 原因 地層下陷的原因很多,包括自然與人為的多種因素。其中數種主要的影響因素簡述如下: 自然沉陷原因 地層壓密作用:近地表的近代沖積層會因為重力之影響而產生壓密作用,進而導致地面高度的快…
流沙是指饱水的疏松砂性土,特别是粉砂和细砂土,在震动力或水动力作用下发生液化、流动的现象。 真流沙是砂土中含有亲水性胶体物质,含水不易排出,其流动性不易消除。 假流沙是砂土中不含有亲水性胶体物质,容易排水,经过排水后流动性即消失。 成因是充滿水分的鬆軟泥沙,並受到外力的刺激。當水分被沙堆包圍不能泄去時,水和沙就形成了不能承受重量的液態土質。流沙可因靜態水、上涌水(如地下水)或地震等因素形成。在有上涌水的情況下,水的衝力抵消了重力,致使泥…
覆蓋壓力()或盖层压力是一個地質名詞,是指在地表某深度下的上覆地層的載荷重量而引起的壓力。 覆蓋層壓力也稱為岩石靜壓力或垂直應力。 若地層是在處於流體靜力平衡下; 假設重力加速度近似恆定,在深度 z 處的盖层壓力由下式計算出: P(z) = P_0 + g \int_{0}^{z} \rho(z) \, dz 其中 z為以米為單位的深度 P(z)為深度的盖层压力 P_0為地表面壓力 \rho(z)為盖层密度 * g為重力加速度 在地球内…
原生液體()是指沉積岩在沉積時被困在沉積岩孔隙中的液體。主要由水組成,並含有許多種礦物離子。當岩石被埋藏時,會產生岩化(lithification),原生液體通常會被排出。如果這些液體的逃逸路線被堵塞,孔隙液體壓力就會增加,導致超壓。 重要性 原生液體的地球化學分析是量化岩石的成岩作用的重要步驟。原生液體中的溶質經常沉澱而降低母岩的孔隙度和滲透率,因而降低油氣儲層的儲量。原生液體中的化學成分還可以被用來研究含水層的液體來源和研究含該液體…
孔隙水壓力()是指土壤或岩石中顆粒孔隙之間的地下水的壓力。地下水位以下的孔隙水壓力是用壓力計測量的。一般含水層中的垂直孔隙水壓力接近靜水壓力。 在不飽和水包气带區域,孔隙水压力是被由毛細管作用控制,也稱為張力、吸力或基質壓力。非飽和條件下的孔隙水壓力是用張力計測量的,其原理是透過與土壤接觸的滲透陶瓷杯使孔隙水與參考壓力指示器達到平衡。 地下水位以下 水的浮力效應土壤特性有很大影響。例如地面以下五米的任意點,在乾燥的土壤中,顆粒承受的總頂…
触变性()是指某些非牛顿流体的一種性質,它們在搅拌时成为流体,而停止搅动后逐渐变稠以及胶凝,而不是立即恢复到搅拌前的状态,而且这一过程可以反复可逆进行。触变性也是流体结构可逆转变的一种现象,即凝胶-溶胶-凝胶的转变,它是由温度、pH或其他影响因素而引起。 参考文献
沙火山(),又称砂沸、喷水冒砂()或,是由沙子從地下噴射到地表上形成的一個圓錐體。是由水在压力下把沙層涌出地面形成的。圓錐體的斜坡與沙子的休止角成正比。在圓錐體頂經常可以看到一個類似的火山口。該錐體看起來像一個小火山錐,直徑範圍從毫米到米不等。 根據地質學,此種形成機制和土壤液化有關,通常由地震引起。土壤液化會造成含飽和水的沈積物,經由壓力噴射液態沙(流化沙)到地面。新馬德里地震帶在1811-12年造成許多這樣的沙火山。在地表上,流化沙…
孔隙率()或孔隙分数是表征材料的孔隙部分的物理量,定义为孔隙的体积与材料总体积的比率,所以总是在0到1之间,用百分数表示,为0到100%之间。由于开孔或与开孔连通的孔隙才能允许液体进入,在应用上更有价值,所以多将开孔所占体积与材料总体积的比值定义为有效孔隙率(effective porosity),有效孔隙率小于等于总孔隙率。有多种方法可以测试材料的孔隙率和有效孔隙率, 孔隙率概念被广泛用于药理学、陶瓷、冶金、材料生产、土壤机理和工程等…
凍脹()是指當水向上進入到土壤中的冰凍溫度深度時,就結冰引起土壤向上膨脹。冰的生長需要供水,由土壤中的毛細作用將水輸送。由於上覆土壤的重量,限制了冰的向上生長,就在土壤內形成一個透鏡狀冰區域。這些冰透鏡的形成能讓土壤,上升高達 1 英尺(0.30 米)或更多。土壤必須有足夠的孔隙度讓水性通過毛細管作用上升,但孔隙度又不能太高到破壞毛細管的連續性。這種土壤被稱為“易凍層”的土壤。冰透鏡的生長能不斷消耗在冰凍前沿的上升水。不同的凍脹會導致路…
休止角,亦作安息角,是斜面使置于其上的物体处于沿斜面下滑的临界状态时,与水平表面所成的最小角度(即隨著傾斜角增加,斜面上的物體將越容易下滑;當物體達到開始下滑的狀態時,該臨界狀態的角度稱為休止角)。 大量颗粒状物质被倾倒于水平面上堆积为锥体,堆积物的表面与水平面所成内角即为休止角,其与密度,颗粒的表面积和形状,及该物质的摩擦系数相关。 休止角指在重力场中,粉料堆积体的自由表面处于平衡的极限状态时自由表面与水平面之间的角度。 测定休止角的…
一個土壤變形的例子。]] 土壤力学是应用土壤物理學和工程力学方法来研究土的力学性质的一门学科。土壤力学的研究对象是与人类活动密切相关的土和土体,包括人工土体和自然土体,以及与土的力学性能密切相关的地下水。奥地利工程师(1883年10月2日-1963年10月25日)首先采用科学的方法研究土力学,被誉为现代土力学之父。土力学被广泛应用在地基、挡土墙、土工建筑物、堤坝等设计中,是土木工程、岩土工程、工程地质学等工程学科的重要分枝。 基本性质 …
比重量(),也称為单位重(量)()、重量密度(weight density),是指物质单位体积的重量。 水在地球上4°C时的单位重量约为9.807 kN/m3或62.43 lbf/ft3,是一常用的數值。 單位重量通常会用希腊字母“γ”来表示。 定義 一物質的比重量(γ)定義為該物質密度(ρ)與標準重力(g)的乘積。 \gamma=\rho\,g 物質密度的定義為單位體積的質量,通常以kg/m3為單位。標準重力是重力造成的加速度,通常以…
固结是指松软土壤在外力作用下发生压缩、去水而逐渐密实的过程。当有压力施加在土体时,土粒会更加紧密的压在一起,使土体孔隙中水分逐渐排出、体积变小、密度增大。土壤的固结现象在基础工程中意义重大,是地基沉降的主要因素。土壤的固结度是研究地基沉降量与时间关系的主要依据。 参考
在流体力学和地球科学中,渗透性(通常符号为k)是衡量多孔介質(通常是岩石)是否能讓流体順利穿透的一種指標。介质的滲透性与孔隙率有关,也与介质中孔隙的形状有关。 参考文献
直剪试验,全称直接剪切试验(Direct shear test),是土力工程中寻找土的抗剪强度的一种试验。 方法 取土的试样放入剪切盒内,将上盒固定,下盒可沿水平方向滑动。首先施加垂直压力,然后在对剪切盒的下盒逐级施加水平剪力,直至试样被剪坏。一般要取4-5个试样,分别施加不同的垂直压力来重复试验。本试验由于简单易行,是测定土的抗剪强度的常用方法。 参考
三軸試驗(Triaxial test)或三轴剪切试验(Triaxial shear test),是土力學中現有決定剪應力強度參數最可靠的方法之一。它在例行性試驗或研究中廣泛為使用。 在此試驗中,一般所之土壤試體直徑約1.4英吋(36毫米),長度為3英吋(76毫米)。用薄橡皮膜包裹之試體放在一裝有水或甘油之圓塑膠容器內。經由容器內液體之壓縮對試體施加圍壓。要造成試體受剪破壞,我們必須透過一垂直之加載活塞來施加軸向應力。 三種一般性之標準三…