吕荣值和渗透系数

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MPa ；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=k ρg/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1～0.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<0.001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 r
HL Q k 1ln 2π=
式中：K —地层渗透系数，m/d;
Q —压水流量，m 3/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1.44 m 3/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(1.37～1.11)×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=（1.5～2）×w（K的单位为m/d,w的单位为L/min.m.m）
例如：某大坝基岩透水性，单位吸水量w平均值为0.08L/min.m.m,试求其相应的渗透系数K。

若采用K=2w时，则K=2×0.08=0.16(m/d)=1.85×10-4cm/s。

采用K=1.5w时，则
K=1.5×0.08=0.12(m/d)=1.39×10-4cm/s。

（2）国外资料认为1Lu=1.3×10-5cm/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。