La conduttività idraulica è la facilità con cui l'acqua si muove attraverso spazi porosi e fratture nel suolo o nella roccia. È soggetto a un gradiente idraulico e influenzato dal livello di saturazione e permeabilità del materiale. La conducibilità idraulica è generalmente determinata attraverso uno dei due approcci. Un approccio empirico correla la conducibilità idraulica alle proprietà del suolo. Un secondo approccio calcola la conducibilità idraulica attraverso la sperimentazione.
Dove K = conducibilità idraulica; g = accelerazione di gravità; v = viscosità cinematica; C = coefficiente di smistamento; ƒn = funzione di porosità; e de = diametro effettivo del grano. La viscosità cinematica (v) è determinata dalla viscosità dinamica (µ) e dalla densità del fluido (acqua) (ρ) come:
I valori di C, e d dipendono dal metodo utilizzato nell'analisi granulometrica. La porosità (n) è derivata dalla relazione empirica n=0.255 x (1+0.83tu) dove il coefficiente di uniformità del grano (U) è dato da U=d
60/d10. Nel campione, d60 rappresenta il diametro del grano (mm) in cui il 60 percento del campione è più fine e d10 rappresenta il diametro del grano (mm) per il quale il 10 percento del campione è più fine.Usa l'equazione di Kozeny-Carman per la maggior parte delle trame del suolo. Questo è il derivato empirico più ampiamente accettato e utilizzato in base alla granulometria del suolo, ma non è appropriato per suoli con una granulometria effettiva superiore a 3 mm o per terreni a tessitura argillosa:
Utilizzare l'equazione di Hazen per la consistenza del suolo dalla sabbia fine alla ghiaia se il suolo ha un coefficiente di uniformità inferiore a cinque (U<5) e una granulometria effettiva compresa tra 0,1 mm e 3 mm. Questa formula si basa solo sul d10 dimensione delle particelle quindi è meno accurato della formula di Kozeny-Carman:
Utilizzare l'equazione di Breyer per materiali con una distribuzione eterogenea e grani scarsamente ordinati con un coefficiente di uniformità compreso tra 1 e 20 (1
Utilizzare l'equazione del Bureau of Reclamation (USBR) degli Stati Uniti per la sabbia a grana media con un coefficiente di uniformità inferiore a cinque (U<5). Questo calcola utilizzando una granulometria effettiva di d_20 e non dipende dalla porosità, quindi è meno accurato di altre formule:
Utilizzare un'equazione basata sulla legge di Darcy per ricavare sperimentalmente la conduttività idraulica. In laboratorio, posizionare un campione di terreno in un piccolo contenitore cilindrico per creare una sezione trasversale del terreno unidimensionale attraverso la quale scorre il liquido (solitamente acqua). Questo metodo può essere un test a prevalenza costante o un test a prevalenza decrescente a seconda dello stato di flusso del liquido. I terreni a grana grossa come le sabbie pulite e le ghiaie in genere utilizzano test a prevalenza costante. I campioni di grana più fine utilizzano test di caduta. La base per questi calcoli è la legge di Darcy:
Dove U = velocità media del fluido attraverso un'area di sezione trasversale geometrica all'interno del suolo; h= prevalenza idraulica; z= distanza verticale nel terreno; K= conducibilità idraulica. La dimensione di K è la lunghezza per unità di tempo (I/T).
Utilizzare un permeametro per condurre un test a testa costante, il test più comunemente utilizzato per determinare la conduttività idraulica satura dei terreni a grana grossa in laboratorio. Sottoporre un campione di terreno cilindrico di area della sezione trasversale A e lunghezza L a un flusso con prevalenza costante (H2 - H1). Il volume (V) del fluido di prova che attraversa il sistema durante il tempo (t), determina la conducibilità idraulica satura K del terreno:
Utilizzare il test della testa di caduta per determinare il K dei terreni a grana fine in laboratorio. Collegare una colonna cilindrica di campione di terreno di sezione trasversale (A) e lunghezza (L) a un tubo di livello di sezione trasversale (a), in cui il fluido di percolazione scorre nel sistema. Misurare la variazione di prevalenza nel tubo di livello (H1 a H2) ad intervalli di tempo (t) per determinare la conducibilità idraulica satura dalla legge di Darcy: