Η υδραυλική αγωγιμότητα είναι η ευκολία με την οποία το νερό κινείται μέσω πορωδών χώρων και καταγμάτων σε έδαφος ή βράχο. Υπόκειται σε υδραυλική κλίση και επηρεάζεται από το επίπεδο κορεσμού και τη διαπερατότητα του υλικού. Η υδραυλική αγωγιμότητα καθορίζεται γενικά είτε μέσω μιας από τις δύο προσεγγίσεις. Μια εμπειρική προσέγγιση συσχετίζει την υδραυλική αγωγιμότητα με τις ιδιότητες του εδάφους. Μια δεύτερη προσέγγιση υπολογίζει την υδραυλική αγωγιμότητα μέσω πειραματισμού.
Όπου K = υδραυλική αγωγιμότητα · g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας. v = κινηματικό ιξώδες; C = συντελεστής ταξινόμησης; ƒν = συνάρτηση πορώδους; και δμι = αποτελεσματική διάμετρος κόκκων. Το κινηματικό ιξώδες (v) προσδιορίζεται από το δυναμικό ιξώδες (μ) και την πυκνότητα υγρού (νερό) (ρ) ως:
Οι τιμές των C, ƒ και d εξαρτώνται από τη μέθοδο που χρησιμοποιείται στην ανάλυση μεγέθους κόκκων. Το πορώδες (n) προέρχεται από την εμπειρική σχέση n = 0.255 x (1 + 0,83Ε) όπου ο συντελεστής ομοιομορφίας κόκκων (U) δίνεται από U = d
60/ρε10. Στο δείγμα, d60 αντιπροσωπεύει τη διάμετρο του κόκκου (mm) στην οποία το 60 τοις εκατό του δείγματος είναι πιο λεπτό και d10 αντιπροσωπεύει τη διάμετρο του κόκκου (mm) για την οποία το 10 τοις εκατό του δείγματος είναι πιο λεπτό.Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Kozeny-Carman για τις περισσότερες υφές εδάφους. Αυτό είναι το πιο ευρέως αποδεκτό και χρησιμοποιείται εμπειρικό παράγωγο με βάση το μέγεθος των κόκκων του εδάφους, αλλά δεν είναι κατάλληλο για χρήση σε εδάφη με αποτελεσματικό μέγεθος κόκκων άνω των 3 mm ή για εδάφη με υφή αργίλου:
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Hazen για υφές εδάφους από ψιλή άμμο έως χαλίκι εάν το έδαφος έχει συντελεστή ομοιομορφίας μικρότερο από πέντε (U <5) και αποτελεσματικό μέγεθος κόκκων μεταξύ 0,1 mm και 3 mm. Αυτός ο τύπος βασίζεται μόνο στο d10 μέγεθος σωματιδίων, ώστε να είναι λιγότερο ακριβές από τον τύπο Kozeny-Carman:
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Breyer για υλικά με ετερογενή κατανομή και κόκκους με κακή ταξινόμηση με συντελεστή ομοιομορφίας μεταξύ 1 και 20 (1
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση Bureau of Reclamation των ΗΠΑ (USBR) για άμμο μεσαίου κόκκου με συντελεστή ομοιομορφίας μικρότερο από πέντε (U <5). Αυτό υπολογίζεται χρησιμοποιώντας ένα αποτελεσματικό μέγεθος κόκκων d_20 και δεν εξαρτάται από το πορώδες, επομένως είναι λιγότερο ακριβές από άλλους τύπους:
Χρησιμοποιήστε μια εξίσωση βάσει του νόμου του Darcy για να αντλήσετε πειραματικά την υδραυλική αγωγιμότητα. Στο εργαστήριο, τοποθετήστε ένα δείγμα εδάφους σε ένα μικρό κυλινδρικό δοχείο για να δημιουργήσετε μια μονοδιάστατη διατομή εδάφους μέσω της οποίας ρέει το υγρό (συνήθως νερό). Αυτή η μέθοδος είναι είτε δοκιμή σταθερής κεφαλής είτε δοκιμή πτώσης κεφαλής ανάλογα με την κατάσταση ροής του υγρού. Τα χονδροειδή εδάφη όπως η καθαρή άμμος και τα χαλίκια χρησιμοποιούν συνήθως δοκιμές σταθερής κεφαλής. Τα δείγματα λεπτότερων κόκκων χρησιμοποιούν δοκιμές πτώσης κεφαλής. Η βάση για αυτούς τους υπολογισμούς είναι ο Νόμος του Darcy:
Όπου U = μέση ταχύτητα υγρού μέσω γεωμετρικής περιοχής διατομής εντός του εδάφους · h = υδραυλική κεφαλή; z = κατακόρυφη απόσταση στο έδαφος · Κ = υδραυλική αγωγιμότητα. Η διάσταση του K είναι μήκος ανά μονάδα χρόνου (I / T).
Χρησιμοποιήστε ένα διαπερατόμετρο για τη διεξαγωγή μιας δοκιμής σταθερής κεφαλής, της πιο συχνά χρησιμοποιούμενης δοκιμής για τον προσδιορισμό της κορεσμένης υδραυλικής αγωγιμότητας των χονδροειδών εδαφών στο εργαστήριο. Υποβάλλετε ένα κυλινδρικό δείγμα εδάφους της περιοχής διατομής Α και το μήκος L είναι σε σταθερή ροή κεφαλής (H2 - H1). Ο όγκος (V) του δοκιμαστικού υγρού που ρέει μέσω του συστήματος κατά τη διάρκεια του χρόνου (t), καθορίζει την κορεσμένη υδραυλική αγωγιμότητα K του εδάφους:
Χρησιμοποιήστε τη δοκιμή Falling-head για να προσδιορίσετε το Κ των λεπτόκοκκων εδαφών στο εργαστήριο. Συνδέστε μια κυλινδρική στήλη δείγματος εδάφους της περιοχής διατομής (A) και του μήκους (L) σε ένα άκρο στήριξης της περιοχής διατομής (a), στην οποία το διηθητικό ρευστό ρέει στο σύστημα. Μετρήστε την αλλαγή στην κεφαλή στο σωλήνα στήριξης (H1 έως H2) σε χρονικά διαστήματα (t) για να προσδιορίσετε την κορεσμένη υδραυλική αγωγιμότητα από τον Νόμο του Darcy: