穿越层状多孔介质的非达西渗流特征研究

• Published in: 水文地质工程地质 Vol. 51; no. 4; pp. 101 - 107
• Main Authors: 窦智, 刘万明, 陈舟, 徐朝晖, 赵天宇, 安亮
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 210098%河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 210098 01.07.2024; 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司,甘肃兰州 730030%甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司,甘肃兰州 730030
• Subjects: flow state transition; non-Darcy flow; layered porous media; 临界雷诺数; 流态转变; critical Reynolds number; 非达西渗流; 层状多孔介质; Interface between coarse sand layer and fine sand layer; 粗细颗粒界面
• ISSN: 1000-3665
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202310002

P641.2; 穿越层状多孔介质的非达西渗流多见于人类活动影响下的土壤-地下水系统中.采用自行开发设计的室内渗流实验装置,设置不同粒径的单层多孔介质和相应粒径组合的双层多孔介质,从水力坡降与渗流流速关系、非达西渗流参数和临界雷诺数等方面,探讨了平均粒径、粗细颗粒界面对穿越层状多孔介质非达西渗流特征的影响规律.结果表明:当水流穿越层状多孔介质时,粗细颗粒界面对非达西流渗流特征具有重要影响;作为判断达西流态到非达西流态转换的临界雷诺数,其在单层多孔介质中随多孔介质平均粒径的增大而减小,而当水流穿越层状多孔介质时,临界雷诺数不仅随平均粒径的增大而增大,而且随粗/细颗粒粒径差的减小而增大;受粗细颗粒界面的影响,单层多孔介质中临界雷诺数均低于粗颗粒层与单层多孔介质相同相应粒径组合的双层多孔介质;通过引入非线性分量指数发现,粗细颗粒界面对水流惯性力分量的影响具有一定抑制作用,其抑制性影响程度与粗细颗粒差别大小呈负相关.研究结果对研究穿越层状岩土体的非达西渗流问题具有较好的指导意义.