Глава 18
ДВИЖЕНИЕ ГРУНТОВЫХ ВОД
$ 18.1. Общие характеристики
и уравнения
Явление движения воды в грунтах и пористых
средах называстся фильтрацией воды. При _ этом
обычно 
рассматривают движение только гравн-
тационной, т. е. свободной, воды, которая дви-
жется под действием силы тяжести,
Грунтовая вода, находясь в движении, об-
разует фильтрационный поток. Движение грун-
товых вод может быть как напорным, так 
и 
без-
напорным. При безнапорном движении фильтра-
ционный поток ограничивается сверху свободной
коверхностью, 
в 
точках которой давление 
яв-.
эляется постоянным и обычно равно. итшсфпЁноыу‹
Эта свободная поверхность называется 
депрес-
сионной пооерхностью, а линия пересечения ее с
вертикальной 
плоскостью — называется — кривой
депрессии.
`Объем воды, проходящий через данное живое
сечение пористой среды в единицу времени, назы-
вают фильтрационным расходом. 
од скоростью
фильтрации попнмают частное от деления расхо-
да на площадь сечения псей пористой среды,
через которую происходит фильтрация. _ Таким
образом, скорость фильтрации является фиктив-
ой скоростыю течения, отличной от той действи-
тельной скорости течения, 
© которой вода не-
посредствеино перемещается в порах грунта.
`Фильтрация может быть ламинарной н турбу-
лентной.
Для ламинарной фильтрации основной зави-
симостью является формула Дарси
Ун, 
(18.1)
тде У — скорость фильтрации; & — коэффициент
фильтрации; / — пьегометрический.`уклон.
— 
Зависижость (18.1) имеет определенные грани-
цы применимости, Для воды обычной температу-
ры (з 2 0,01 сл?/сек) различные авторы рекомен-
дуют применять указанную Формулу в случае,
если.
уа < 0,01 -- 0,07, 
(18.2)
тде а — лнаметр частиц трунта (некоторого сред-
него размера), см.
Если условие (18.2) не выполняется, то имеет
место_ турбулентная фильтрация, для 
которой.
скорость фильтрации определяется зависимостью
у— 
в", 
(18.3)
где No; — кожффициент ` фильтрации для турбу-
лентиого движения грунтовой воды; т — ПОКа-
затель степени, по опытным данным он находится.
в пределах 0,5 <© п < 
1, нанболее часто прини-
кают т = 
0,5.
246
`Таким образом, формула Дарси (18.1) нли за-
висимость (18.3) дают козможность определять
скорость фильтрации в любой точке фильтра-
ционного потока при любом характере движения
грунтовых вод.
Особое _ внимание 
уделяется _ коэффициенту
фильтрации 
& 
который 
физически 
выражает
собой скорость фидьтрации при уклоне / == 1,
`Коэффициент фильтрации может быть опреде-
лен лабораторным, расчетным и полевым мето-
дами.
В лабораторных условиях значение # опреде-
ляется © помощью прибора Дарси для образца
интересующего нас групта.
Расчетный метод основан на использовании
различных эмпирических зависимостей, Для рав-
тозернистого песка часто используют ` формулу
Хэзена
&= Аста?, 
(18.4)
где_ 
А — коэффициент, — учитывающий — размер-
ность величины & (если 
& в м/сут, то & = 1};
© — коэффициент, зависящий от степени засоре-
чия песка глинистыми частицами (с увеличеннем
степени 
засорения 
© 
уменьшается), с == 500 -
1000; * — поправка на температуру воды,
ч 0,70 
+ 0,03/, 
(18.5)
здесь /° — температура в градусах по Цельсию;
4, — днаметр. частиц грунта, мм, вес которых
вместе с весом частиц грунта меныше 4, состав-
ляет 10% 
веса 
всего 
грунта; 
@, 
называется
эффективным, 
или действующим, днаметром частиц
грунта (иногда вместо @ пишут @)-
Величина @, может быть найдена по кривой
гранулометрического 
состава 
(рис. 
18.1). 
По
этой же кривой также находят днаметр @» ко-
торый отоечает 60% веса всето групта. Величи-
ну отношения @/Ч называют коэффицнентом
разнозериистости трунта.
о
80 
ч
3е-=|--
“ 
!
1
!
Т — —а
ба
Рис. 18.1
Формула Хэзена применима для песков, имею-
щих @, от 01 до 3 мм, и при коэффициенте разно-
зеринстости менее 5.