多孔介質(zhì)中非達(dá)西流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文通過(guò)開(kāi)展粒徑分別為0.5～0.63mm和0.63～1.25mm的兩種介質(zhì)的一維土柱滲透實(shí)驗(yàn)，分析在高滲透流速的情況下，水力梯度和滲透流速之間的關(guān)系變化過(guò)程。隨著滲透流速的增大，水力梯度和滲透流速之間的線(xiàn)性關(guān)系將發(fā)生偏移，即出現(xiàn)非達(dá)西現(xiàn)象。本文分別采用Forchheimer定律和Izbash定律對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全程擬合和分段擬合，發(fā)現(xiàn)分段擬合會(huì)取得更好的擬合效果。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算后，得到這兩種介質(zhì)發(fā)生非達(dá)西流動(dòng)的臨界雷諾數(shù)分別為2

2、2～27和52～104。通過(guò)對(duì)水力阻抗的分析，可知當(dāng)慣性力分量占優(yōu)時(shí)，水流流態(tài)處于非達(dá)西狀態(tài)。隨著滲透流速的增大，慣性力和粘性力逐漸增加，但慣性力增長(zhǎng)速度快于粘性力增長(zhǎng)速度，慣性力占水力梯度的比重逐漸增大，而粘性力所占比重逐漸減小。不同的介質(zhì)Forchheimer數(shù)值是不同的，兩種介質(zhì)的Forchheimer數(shù)值分別為0.872和1.159。 在一定的近似條件下，通過(guò)將水位降深和滲透流速寫(xiě)成級(jí)數(shù)的形式，本文還推導(dǎo)出自流井附近承壓