हाइड्रोलिक चालकता की गणना कैसे करें

हाइड्रोलिक चालकता वह आसानी है जिसके साथ पानी झरझरा स्थानों और मिट्टी या चट्टान में फ्रैक्चर के माध्यम से चलता है। यह एक हाइड्रोलिक ग्रेडिएंट के अधीन है और सामग्री के संतृप्ति स्तर और पारगम्यता से प्रभावित है। हाइड्रोलिक चालकता आमतौर पर या तो दो तरीकों में से एक के माध्यम से निर्धारित की जाती है। एक अनुभवजन्य दृष्टिकोण हाइड्रोलिक चालकता को मिट्टी के गुणों से जोड़ता है। एक दूसरा दृष्टिकोण प्रयोग के माध्यम से हाइड्रोलिक चालकता की गणना करता है।

जहाँ K = हाइड्रोलिक चालकता; जी = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण; वी = गतिज चिपचिपाहट; सी = छँटाई गुणांक; ƒनहीं = सरंध्रता समारोह; और डी = प्रभावी अनाज व्यास। गतिज चिपचिपाहट (v) गतिशील चिपचिपाहट (μ) और द्रव (पानी) घनत्व (ρ) द्वारा निर्धारित की जाती है:

C, और d के मान अनाज के आकार के विश्लेषण में प्रयुक्त विधि पर निर्भर करते हैं। सरंध्रता (एन) अनुभवजन्य संबंध से प्राप्त होता है n=0.255 x (1+0.83यू) जहां अनाज एकरूपता का गुणांक (U) U=d. द्वारा दिया जाता है60/डी10. नमूने में, डी60 अनाज के व्यास (मिमी) का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें 60 प्रतिशत नमूना अधिक महीन और d. है10 अनाज के व्यास (मिमी) का प्रतिनिधित्व करता है जिसके लिए नमूना का 10 प्रतिशत अधिक ठीक है।

अधिकांश मिट्टी की बनावट के लिए कोजेनी-कारमैन समीकरण का उपयोग करें। यह मिट्टी के दाने के आकार के आधार पर सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत और उपयोग किया जाने वाला अनुभवजन्य व्युत्पन्न है, लेकिन मिट्टी के लिए 3 मिमी से ऊपर के प्रभावी अनाज के आकार या मिट्टी की बनावट वाली मिट्टी के लिए उपयोग करने के लिए उपयुक्त नहीं है:

यदि मिट्टी की एकरूपता गुणांक पाँच (U<5) से कम है और प्रभावी अनाज का आकार 0.1 मिमी और 3 मिमी के बीच है, तो महीन रेत से लेकर बजरी तक मिट्टी की बनावट के लिए हेज़न समीकरण का उपयोग करें। यह सूत्र केवल d. पर आधारित है10 कण आकार इसलिए यह कोज़ेनी-कारमैन सूत्र से कम सटीक है:

विषम वितरण वाली सामग्री के लिए ब्रेयर समीकरण का उपयोग करें और 1 और 20 के बीच एकरूपता गुणांक वाले खराब सॉर्ट किए गए अनाज का उपयोग करें (1

पांच (यू<5) से कम एकरूपता गुणांक वाली मध्यम-अनाज रेत के लिए यू.एस. ब्यूरो ऑफ रिक्लेमेशन (यूएसबीआर) समीकरण का उपयोग करें। यह d_20 के प्रभावी अनाज आकार का उपयोग करके गणना करता है और सरंध्रता पर निर्भर नहीं करता है, इसलिए यह अन्य फ़ार्मुलों की तुलना में कम सटीक है:

हाइड्रोलिक चालकता को प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त करने के लिए डार्सी के नियम पर आधारित एक समीकरण का प्रयोग करें। प्रयोगशाला में, मिट्टी के नमूने को एक छोटे बेलनाकार कंटेनर में रखें ताकि एक आयामी मिट्टी का क्रॉस-सेक्शन बनाया जा सके जिसके माध्यम से तरल (आमतौर पर पानी) बहता है। तरल के प्रवाह की स्थिति के आधार पर यह विधि या तो निरंतर-सिर परीक्षण या गिरती-सिर परीक्षण है। मोटे अनाज वाली मिट्टी जैसे साफ रेत और बजरी आमतौर पर निरंतर-सिर परीक्षणों का उपयोग करती हैं। महीन अनाज के नमूने फॉलिंग-हेड परीक्षणों का उपयोग करते हैं। इन गणनाओं का आधार डार्सी का नियम है:

जहां यू = मिट्टी के भीतर एक ज्यामितीय क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के माध्यम से द्रव का औसत वेग; एच = हाइड्रोलिक सिर; z= मिट्टी में उर्ध्वाधर दूरी; के = हाइड्रोलिक चालकता। K का आयाम लंबाई प्रति इकाई समय (I/T) है।

प्रयोगशाला में मोटे अनाज वाली मिट्टी की संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता को निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला परीक्षण, कॉन्स्टेंट-हेड टेस्ट आयोजित करने के लिए एक परमीमीटर का उपयोग करें। क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र ए और लंबाई एल के बेलनाकार मिट्टी के नमूने के अधीन एक स्थिर सिर (एच 2 - एच 1) प्रवाह है। समय (टी) के दौरान सिस्टम के माध्यम से बहने वाले परीक्षण तरल पदार्थ की मात्रा (वी), मिट्टी की संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता के निर्धारित करती है:

प्रयोगशाला में महीन दाने वाली मिट्टी का K निर्धारित करने के लिए फॉलिंग-हेड टेस्ट का उपयोग करें। क्रॉस-सेक्शनल एरिया (ए) और लंबाई (एल) के एक बेलनाकार मिट्टी के सैंपल कॉलम को क्रॉस-सेक्शनल एरिया (ए) के स्टैंडपाइप से कनेक्ट करें, जिसमें सिस्टम में रिसने वाला तरल पदार्थ बहता है। डार्सी के नियम से संतृप्त हाइड्रोलिक चालकता निर्धारित करने के लिए समय के अंतराल (टी) पर स्टैंडपाइप (एच 1 से एच 2) में सिर में परिवर्तन को मापें:

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