吕荣值和渗透系数K之间关系

吕荣值和渗透系数K之

间关系

Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

吕荣值（q）表示使用灌浆材料作为试验流体时地层的渗透系数。吕荣(Lugeon)，1吕荣为1MPa作用下1米试段内每分钟注入1L水量。（在100m的水柱压力下，每米长度标准钻孔内，历时10min，平均每分钟压入岩石裂隙中的水量。）定义公式，q=Q/PL，其中，Q为压入流量，单位L/min；P为作用于试段内的全部压力，单位M P a；L为试段长度，单位m。

渗透系数又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。

地下水流速的确定：在地下水等水位图上的地下水流向上，求出相邻两等水位线间的水力梯度，然后利用公式计算地下水的流速V=kI 。式中：V---地下水的渗流速度（m/d）K---渗透系数（m/d）I----水力梯度

表示岩土透水性能的数量指标。亦称水力传导度。可由达西定律求得：q＝ＫI，式中q为单位渗流量，也称渗透速度（米/日）；K为渗透系数（米/日）；I 为水力坡度,无量纲。可见,当I＝1时，q＝K，表明渗透系数在数值上等于水力坡度为 1时，通过单位面积的渗流量。岩土的渗透系数愈大，透水性越强，反之越弱。

透水率q和渗透系数K之间不是简单的对应关系，各种条件下通过q计算K 的公式也很多。SL 31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》推荐：当试段位于地下水位以下，透水率在10 Lu以下，P—Q曲线为A型（层流型）时，可用下式求算渗透系数

式中：K—地层渗透系数，m/d;

Q—压水流量，m3/d；H—试验压力，以水头表示，m;

L—试验段长度，m;

r—钻孔半径，m。

按照上式，如假定压水试验的压力

为1 MPa（即100 m水头），每米试段

的压人流量为1 L/min（即 m3/d)，试段

长度为5m。即在透水率为1 Lu的条件

下，以孔径为56～150 mm计算得的渗透

系数为～×10-5 cm/s。由此可见，作为

近似关系，1 Lu相当于渗透系数为10-5cm/s。

严格地讲，渗透系数K与单位吸水量w间并无固定关系。但有时为设计计算方便起见，通过实践大致有以下几种认识：

（1）K=（～2）×w（K的单位为m/d,w的单位为L/）

例如：某大坝基岩透水性，单位吸水量w平均值为试求其相应的渗透系数K。

若采用K=2w时，则K=2×=(m/d)=×10-4cm/s。

采用K=时，则K=×=(m/d)=×10-4cm/s。

（2）国外资料认为 1Lu=×10-5cm/s。

（3）国外有些学者和单位给出了渗透系数K与吕荣值的相关关系图，见下图。由图中可以看出：当K=10-7m/s(即10-5cm/s)时，吕荣值大约为1～3；当

K=10-5m/s(即10-3cm/s)时，各曲线的吕荣值均大于30。