吕荣值和渗透系数K之间关系VIP专享VIP免费

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（hydraulicconductivity)。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1～0.01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。SL31-2003《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10Lu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1MPa（即100m水头），每米试段的压人流量为1L/min（即1.44m3/d)，试段长度为5m。即在透水率为1Lu的条件下，以孔径为56～150mm计算得的渗透系数为(1.37～1.11)×10-5cm/s。由此可见，作为近似关系，1Lu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。