Hidrauliskā vadītspēja ir ūdens kustības vieglums pa porainām telpām un lūzumiem augsnē vai klintīs. Tas ir pakļauts hidrauliskam gradientam, un to ietekmē materiāla piesātinājuma līmenis un caurlaidība. Hidraulisko vadītspēju parasti nosaka, izmantojot vienu no divām pieejām. Empīriskā pieeja korelē hidraulisko vadītspēju ar augsnes īpašībām. Otra pieeja aprēķina hidraulisko vadītspēju eksperimentējot.
Kur K = hidrauliskā vadītspēja; g = paātrinājums gravitācijas dēļ; v = kinemātiskā viskozitāte; C = šķirošanas koeficients; ƒn = porainības funkcija; un de = faktiskais graudu diametrs. Kinemātisko viskozitāti (v) nosaka ar dinamisko viskozitāti (µ) un šķidruma (ūdens) blīvumu (ρ) kā:
C, ƒ un d vērtības ir atkarīgas no graudu lieluma analīzē izmantotās metodes. Porainība (n) tiek iegūta no empīriskās sakarības n = 0,255 x (1 + 0,83U), kur graudu viendabīguma koeficientu (U) izsaka ar U = d60/ d10. Paraugā d60 ir graudu diametrs (mm), kurā 60 procenti parauga ir smalkāki un d10 ir graudu diametrs (mm), kuram 10 procenti parauga ir smalkāki.
Izmantojiet Kozeny-Carman vienādojumu lielākajai daļai augsnes faktūru. Šis ir visplašāk pieņemtais un izmantotais empīriskais atvasinājums, kas balstīts uz augsnes graudu lielumu, taču nav piemērots augsnēm, kuru faktiskais graudu izmērs pārsniedz 3 mm, vai māla strukturētām augsnēm:
Izmantojiet Hazena vienādojumu augsnes faktūrām no smalkām smiltīm līdz grants, ja augsnes viendabīguma koeficients ir mazāks par pieciem (U <5) un faktiskais graudu izmērs ir no 0,1 mm līdz 3 mm. Šīs formulas pamatā ir tikai d10 daļiņu izmērs, tāpēc tas ir mazāk precīzs nekā Kozeny-Carman formula:
Izmantojiet Breijera vienādojumu materiāliem ar neviendabīgu sadalījumu un slikti šķirotiem graudiem ar viendabīguma koeficientu no 1 līdz 20 (1
Izmantojiet ASV meliorācijas biroja (USBR) vienādojumu vidēja graudu smiltīm, kuru viendabīguma koeficients ir mazāks par pieciem (U <5). Tas tiek aprēķināts, izmantojot faktisko graudu lielumu d_20 un nav atkarīgs no porainības, tāpēc tas ir mazāk precīzs nekā citas formulas:
Izmantojiet vienādojumu, kas balstīts uz Dārsija likumu, lai eksperimentāli iegūtu hidraulisko vadītspēju. Laboratorijā ievietojiet augsnes paraugu mazā cilindriskā traukā, lai izveidotu viendimensionālu augsnes šķērsgriezumu, caur kuru plūst šķidrums (parasti ūdens). Šī metode ir vai nu pastāvīgas galvas pārbaude, vai krītošās galvas pārbaude atkarībā no šķidruma plūsmas stāvokļa. Rupji graudainās augsnēs, piemēram, tīras smiltis un grants, parasti izmanto nemainīgas galvas testus. Smalkākos graudu paraugos izmanto kritiena galvas testus. Šo aprēķinu pamatā ir Darsija likums:
Kur U = vidējais šķidruma ātrums caur ģeometrisko šķērsgriezuma laukumu augsnē; h = hidrauliskā galva; z = vertikālais attālums augsnē; K = hidrauliskā vadītspēja. K izmērs ir garums uz laika vienību (I / T).
Izmantojiet permeametru, lai veiktu nemainīgas galvas testu - visbiežāk izmantoto testu, lai laboratorijā noteiktu rupji graudainu augsņu piesātināto hidraulisko vadītspēju. Cilindrisku augsnes paraugu ar šķērsgriezuma laukumu A un garumu L pakļauj pastāvīgai galvas (H2 - H1) plūsmai. Testa šķidruma tilpums (V), kas laika gaitā (t) plūst cauri sistēmai, nosaka augsnes piesātināto hidraulisko vadītspēju K:
Izmantojiet kritiena galvas testu, lai laboratorijā noteiktu smalkgraudainu augsņu K. Savienojiet cilindrisku augsnes parauga kolonnu ar šķērsgriezuma laukumu (A) un garumu (L) ar šķērsgriezuma laukuma (a) cauruļvadu, kurā caururbjošais šķidrums ieplūst sistēmā. Izmēra galvas izmaiņas stendā (H1 līdz H2) ar laika intervālu (t), lai noteiktu Darsijas likuma piesātināto hidraulisko vadītspēju: