Пористость грунта формула: Коэффициент пористости грунта: таблица, формула, определение

Различные исследования в комплексе с инженерными и геологическими изысканиями предоставляют исчерпывающую информацию, на основании данных результатов принимаются рациональные и наиболее оптимальные проектные решения для возведения будущих строений.

Посмотрите видео:  Пористая структура почвы, Автополив

Удельный вес твердых частиц. Естественная влажность грунта. Формула вычисления степени влажности грунта

37.От чего зависит удельный вес твердых частиц

грунтаγЅ.

38.Что называется естественной влажностью грунта

Влажностью грунта называют отношение массы воды к массе высушенного грунта (или к массе твердых частиц):W=q2/q1

39.Напишите формулу для вычисления коэффициента пористости е ч/з его удельный вес, удельный вес твердых частиц и влажности.

Коэффициентом пористости грунта е называется отношение объема пор грунта n к объему его скелета m, т.е.:

е=n/m.

Объем твердых частиц:

m = ρd/ ρЅ.

Тогда принимая во внимание , что n = 1- m, получим                                

e = ( ρЅ-ρd)/ρd.

40.Что называется степенью влажности грунта Ѕr.

41.Напишите формулу для вычисления степени влажности грунта Ѕr.

Ѕr = W/ Wsat

W- естественная влажность.

Wsat-полная влагоемкость-влажность грунта, который полностью насыщен водой.

Ѕr=W*γЅ / е*γw

γw  — удельный вес воды.

42. Как подразделяют песчаные грунты по степени влажности.

По степени влажности песчаные грунты делятся на маловлажные(0 <Ѕr<0.5), влажные (0.5 <Ѕr<0.8), насыщенные водой(0.8 <Ѕr<1).

43. Как подразделяют песчаные грунты по плотности сложения.

В зависимости от значения показателя плотности ID различают три состояния сыпучего грунта: рыхлое (0<ID<0. 33), средней плотности(0.33<ID<0.67), плотное (0.67<ID<1).

44.Чему равен удельный вес взвешенного в воде грунта γSB.

                                      γSB = γЅ  — γw /1+е

45.Что называется индексом плотности грунта? Напишите его формулу.

Индекс плотности(относительная плотность сложения)-более общая характеристика плотности песчаных грунтов любого минералогического состава.

ID =(еmax – e)/(emax – e min)

еmax  — коэффициент пористости песчаного грунта в самом рыхлом состоянии.

e min – коэффициент пористости грунта в самом плотном состоянии.

е – коэффициент пористости грунта в естественном состоянии.

46.Что называется числом пластичности Ipгрунта? Напишите его формулу.

Число пластичности — разность между « влажностью на пределе раскатывания » WL  и « влажностью на пределе текучести» WP .

WL – WP =  Ip  

47. Что такое характерные влажности грунта и как их определить.

Один и тот же глинистый грунт, в зависимости от влажности, может существенно изменять механические и иные свойства. Согласно Аттербергу такой грунт может иметь три состояния консистенции (густоты):

48. Зависит или нет число пластичности Ipотестественной влажности грунта и почему?

Не зависит, т.к. число пластичности есть разница между границей текучести и границей раскатывания грунта, полученных в искусственных условиях увлажнением и высушиванием соответственно.

49. Что такое показатель текучести грунта IL. Напишите формулу.

Показатель текучести есть сравнение естественной влажности грунта с влажностью на границах раскатывания (пластичности) и текучести.

50.Зависит ли показатель текучести ILотестественной влажности грунта и почему?

Зависит, т.к.густота и вязкость грунтов зависит от количества соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта.

51.Что такое консистенция пылевато-глинистого грунта?

Под ней понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластическому изменению формы.

52.Классифицируйте пылевато-глинистые по консистенции:

53.Понятие об оптимальной плотности и влажности грунта.

Оптимальной влажностью ωopt влажность, при кот. стандартным уплотнением достигается наибольшая плотность скелета грунта ρd.

Оптимальной плотностью скелета грунта ρd.

54.Где и как обычно определяются физических свойств грунтов.

Показатели физических свойств грунтов определяют в процессе инженерно-геологический изысканий. из шурфоф и скважин отбирают монолиты — большие образцы грунта не нарушенной структуры. В лабораторных условиях экспериментально характеристики грунта

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОРИСТОСТИ ОРГАНИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БИОГЕННОГО ГРУНТА

Научный руководитель – Васильева Н. В. – кандидат техн. наук, доцент

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия,

Горки, Республика Беларусь

Биогенные грунты – современные органо-минеральные отложения осадочного происхождения с повышенным содержанием органическо — го вещества. Они не однородны по своему генезису, составу, строению и состоянию, что связано с постоянно изменяющимися условиями их образования [1].

Сухое вещество (твердая фаза) биогенных грунтов состоит из про — дуктов распада растительных и животных организмов и минеральных включений. Источниками накопления минеральных соединений явля — ется биогенная, водная и воздушная миграция неорганических компо — нентов. Специфика свойств биогенных грунтов обусловлена их высо — кой влажностью и пористостью. Основной объем содержащейся в ней воды связывается и удерживается органической составляющей этих грунтов. Минеральная составляющая связывает незначительное коли — чество воды в сравнении с органической. Влажность органической составляющей (количество воды связанное единицей массы) и являет — ся структурным показателем, который достаточно точно характеризует сжимаемость любого типа биогенного грунта. Органическая состав — ляющая является основой каркаса биогенного грунта, который несет основную нагрузку от сооружений, строящихся на этих грунтах.

В общем случае объем образца водонасыщенного биогенного грун — та состоит

Vобр = Vорг. + Vмин. + Vв

где Vобр – объем образца,

Vорг. – объем органической составляющей,

Vмин. – объем минеральной составляющей,

Vв. – объем воды.

В единице объема для подавляющего большинства биогенных

грунтов их минеральная составляющая занимает несопоставимо ма-лый, в сравнении с органической составляющей объем. Минеральная

составляющая биогенных грунтов способна связать и удерживать в

структуре грунта значительно меньше количество воды, чем органиче — ская. Поэтому связь между параметрами свойств устанавливают от- дельно для каждой составляющей твердой фазы.

Твердая фаза образца состоит из минеральной и органической со-ставляющих

Ртв. ф = Рмин.+ Рорг.

Масса органической составляющей

Рорг. = Ртв. ф..– Рмин.

Объем твердой фазы образца

Vтв. ф. = Vобр. · m

Объем воды в образце

Vв = Vобр. – Vтв. ф.

Масса воды органической составляющей

Р ворг. = Рвобр. – Р вмин.

где Р ворг – масса воды в образце, она определяется по формуле

n – объем пор

Р ворг = Vобр · n · γв

n = 1 – m

m – объем твердой фазы

m d s

Р вмин. – масса воды минеральной составляющей

γв – 1,0 г/см3 – плотность воды

s

орг орг

s

Проведенные ранее исследования фазового состава [3] показали,

что минеральная составляющая в биогенных грунтах занимает незна-чительную часть их объема и при расчете компрессионных свойств

(сжимаемости) ею можно пренебречь, а расчет вести только для орга-нической составляющей, начальный коэффициент которой определять

по предложенной методике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Р у б и н ш т е й н, А. Я. Биогенные грунты / А. Я. Рубинштейн – М.: Наука, 1986 –

87 с.

2. С е с ь к о в, В. Е. Биогенные грунты Белоруссии и использование их в качестве

оснований под здания и сооружения / В. Е. Сеськов – Мн.: БелНИИНТИ, 1989 – 48 с.

3. Ч е р н и к, П. К. Расчет фазового состава биогенных грунтов / П. К. Черник,

Н. В. Васильева // Мелиорация переувлажненных земель:Сб. науч. тр. Белорус. НИИ ме — лиорации и луговодства. — Мн.,1998.-Т. ХLV.-С. 80-88.

4. Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям болотных отложений

под сооружениями / Состав. П. К. Черник и др. — Мн.,1977. – 28 с.

Материал взят из: Научный поиск молодежи XXI века Сборник научных статей по материалам XII Международной научной конференции студентов и магистрантов (Горки, 28-30 ноября 2011г.). Часть 1

(Visited 122 times, 1 visits today)

Формула расчета коэффициента фильтрации песчаных, глинистых грунтов и супеси

Видео — метод определения коэффициента фильтрации грунтов

Грунт – обобщенное наименование пород, которые преимущественно располагаются в области выветривания Земли и играют роль объекта инженерной и строительной деятельности людей. Согласно Строительным нормам и грунты делятся на нескальные и скальные. К скальным относят изверженные, осадочные и метаморфические породы, залегающие как  трещиноватый или монолитный массив. К рыхлым нескальным породам относят несцементированные крупноблочные (гравийные, валунные, щебенистые, галечниковые, древесные) глинистые (суглинки, глины), песчаные грунты и супеси.

Какими бывают грунты

По своим физическим и механическим свойствам грунты бывают сыпучие, плывунные и монолитные. Их свойства выражаются в виде показателей, среди которые наиболее важными являются следующие:

• плотность. Представляют собой отношение массы твердых частиц к их объему;
• объемная масса породы. Показатель зависит от количества содержания в породе воды и пористости, учитывается при определении давления грунтов на крепление котлованов, горного давления и пр. ;
• пористость. Показатель равен суммарному объему пор, который приходится на 1 единицу объема породы. Данный показатель применяется при определение степени водопроницаемости грунтов.
• влажность. Для нахождения значения данного показателя массу воды, содержащуюся в грунте, делят на массу сухой породы в процентном выражении.
• сжимаемость. Характеризует способность грунта к уменьшению в случае воздействия на него определенной нагрузки.
• коэффициент фильтрации  — основная характеристика проницаемости грунтов вычисляется по довольно простой формуле.

Значение данного показателя равняется скорости движения воды через породу. Для разных грунтов эта характеристика имеет разное значение (м/сут):

• супесь – в пределах 0,10-1;
• суглинки – в диапазоне  0,01-0,1;
• гравий – 50-150;
• галечник – 100-150.

Следует учитывать, что коэффициент фильтрации для песка может быть разный, в зависимости от типа грунта:

• мелкозернистый – 1-5;
• пылеватый – 0,01-1;
• крупнозернистый – 20-50;
• среднезернистый – 5-20.

Самой низкой пропускной способностью обладает глина, ее показатель практически равен 0. Такие данные свидетельствует о том, что в грунте количество глинистых примесей довольно велико. Самой высокой степенью фильтрации обладает крупнозернистный песок, потому как между песчинками есть воздух, позволяющий влаге свободно перемещаться.

Основная суть показателя заключается в демонстрации степени водопроницаемости песка, его способности пропускать влагу. Цифра показывает, сколько метров проходит вода через грунт в течение 24 часов, поэтому единицей измерения являются метры/сутки.

В таблицах ГОСТов прописаны коэффициенты фильтрации для разных видов песка. При этом поднять качество данного типа грунта можно только за счет специальной очистки, в результате которой происходит отделение глинистых частиц.

Без коэффициента фильтрации практически невозможно правильно рассчитать дебит скважины. Определяют данный показатель в условиях оптимальной влажности при наибольшей плотности грунта. Если влажность повышена, показатель будет ниже, чем в нормальных условиях. При пониженной влажности этот  коэффициент будет выше.

Однако для более точных данных в расчет следует принимать и такие свойства пород, как твердость, прочность, вязкость, упругость, разрыхляемость, пластичность.

Плотность почвы — Руководство лаборатории почв

Поток жидкостей через почву необходим для существования растений и других почвенных организмов. Эти потоки зависят от пористости почвы и связности пор. Пористость почвы также зависит от плотности почвы и обратно пропорциональна ей. Если почва уплотняется, твердые частицы почвы упаковываются в меньший объем, а частицы уплотняются ближе друг к другу. Это приводит к уменьшению общего объема пор. Таким образом, с увеличением плотности почвы пористость почвы уменьшается.Плотность почвы относительно просто и дешево измерить. Эта лаборатория влечет за собой демонстрацию использования пробоотборника плотности почвы и набор задач, которые сосредоточены на обычных расчетах плотности почвы.

• Измерьте объемную плотность почвы и рассчитайте соотношение объема пор.

• Пробоотборник объемной плотности грунта
• Набор для определения плотности почвы

Используя рекомендуемые ресурсы для чтения и просмотра и введение в эту лабораторную работу, ответьте на вопросы, перечисленные ниже.Эти определения / вопросы дадут краткое изложение основных концепций, рассматриваемых в лабораторной работе. Они также полезны в качестве заметок к экзаменам.

1. Определите и объясните различия между плотностью частиц, насыпной плотностью и удельным весом.
2. Опишите взаимосвязь между 1) объемной плотностью и пористостью и 2) плотностью частиц и пористостью. Напишите математическое выражение для этих отношений.
3. Каков типичный диапазон значений объемной плотности минеральных грунтов? Каков диапазон значений насыпной плотности для органического грунта?
4. Каковы размеры макропор и микропор?
5. Кратко охарактеризовать процессы формирования структуры (агрегата) почвы.
6. Опишите несколько примеров методов обработки почвы, которые увеличивают или уменьшают объемную плотность почвы.

Введение

Физические свойства почвы определяют механическое поведение почвы и сильно влияют на землепользование и управление. Некоторые важные физические свойства обсуждались в других лабораториях: текстура, структура, цвет и консистенция. В этой лаборатории будут измеряться дополнительные физические свойства и обсуждаться их значение для управления земельными ресурсами.

Объемная плотность, плотность частиц и поровое пространство

Почва представляет собой уникальное расположение твердых тел и пустот. Пустоты или поры важны для движения и хранения воздуха и воды. Общее поровое пространство состоит из пустот между частицами песка, ила и глины и пустот между агрегатами почвы. Следовательно, текстура и структура определяют размер порового пространства почвы. Органические вещества влияют на твердую часть почвы, но также косвенно влияют на пористость, влияя на структуру.

Плотность означает массу на единицу объема. Насыпная плотность грунта относится к массе объема сухого грунта. Объем включает как твердые частицы, так и поры. Плотность частиц означает массу твердых частиц на единицу объема твердых частиц. Эти два измерения плотности дают важное представление о физической природе данной почвы. Плотность почвы играет важную роль как в росте растений, так и в инженерном использовании почвы. Формулы для расчета насыпной плотности и плотности частиц следующие:

[латекс] \ text {Насыпная плотность,} ρ_ \ text {b} = \ frac {\ text {масса сухого грунта в печи}} {\ text {общий объем грунта}} [/ латекс]

[латекс] \ text {Плотность частиц,} ρ_ \ text {p} = \ frac {\ text {масса сухой почвы в печи}} {\ text {объем твердых частиц почвы}} [/ latex]

Единицы плотности обычно выражаются в г · см ^{— 3} или мг · м ^-3 .

Обратите внимание, что общий объем образца грунта равен объему твердых частиц и объему пор.

Пористость — отношение объема пор в образце грунта к общему объему образца:

[латекс] \ text {Пористость,} φ = \ frac {\ text {объем пор}} {\ text {общий объем грунта}} [/ латекс]

Однако измерить объем пор в образце почвы сложно.На практике пористость обычно рассчитывается по формуле:

[латекс] \ text {Пористость,} φ = 1- \ frac {ρ_ \ text {b}} {ρ_ \ text {p}} [/ latex]

Пористость обычно выражается в десятичной дроби, но ее также можно выразить в процентах, умножив десятичную форму на 100%.

Образцы для определения объемной плотности должны собираться очень осторожно, чтобы гарантировать, что образец соответствует желаемым условиям на месте, и не произошло дополнительного уплотнения или разрыхления. Одним из методов определения объемной плотности является метод «ядра».(Относительно) ненарушенный цилиндрический керн грунта собирают с помощью устройства, подобного показанному на рис. 8.1.

Приводной вес многократно поднимается и опускается для вбивания пробоотборника в почву. По достижении желаемой глубины устройство извлекают из почвы и снимают съемный металлический цилиндр, содержащий образец почвы. Зная размеры цилиндра и вес высушенного в печи грунта внутри цилиндра, мы можем рассчитать насыпной вес.

Процедура отбора проб

1. Вставьте 1.5-сантиметровое металлическое кольцо, 6-сантиметровый металлический стержень, а затем второе металлическое кольцо 1,5 см в цилиндр кернового пробоотборника, затем снова прикрепите цилиндр к рукоятке. Образец будет находиться в более длинном цилиндре; два 1,5-сантиметровых кольца — это распорки, которые помогают обеспечить неповрежденный образец почвы.
2. Поместите пробоотборник в желаемое место отбора проб, а затем вбейте его в почву с помощью скользящего молотка в верхней части ручки. Остановитесь, когда крышка ствола окажется на одном уровне с поверхностью почвы.
3. Извлеките пробоотборник из почвы, надавив на ручку до тех пор, пока вертикальный стержень ручки не станет параллельным поверхности почвы.
4. Снимите цилиндр с пробоотборника и осторожно вытолкните керн из верхней части цилиндра, стараясь не повредить керн.
5. Осторожно разрежьте два более коротких кольца и основной сердечник. Поместите ядро ​​в предварительно взвешенную канистру с этикетками и закройте крышку.
6. Вернувшись в лабораторию, взвесьте каждую канистру вместе с влажной почвой.
7. Определите вес сухой почвы в образце.
8. Измерьте длину и диаметр металлических цилиндров.
9. Используйте эту информацию для расчета объемной плотности, пористости и объема пор, заполненных водой.

Определение веса сухого грунта в пробе

Самый простой способ — высушить образец в обычной печи:

1. Снимите крышки со всех канистр и поместите каждую в духовку 105C. Сушить в течение ночи.
2. Запишите окончательный вес каждой канистры (включая крышку) плюс высушенный в печи грунт.
3. Рассчитайте влажность образцов:

[латекс] \ text {Масса воды} = (\ text {масса стакана} + \ text {влажная почва}) — (\ text {масса стакана} + \ text {сухая почва}) [/ латекс]

[латекс] \ text {Масса сухой почвы} = (\ text {масса стакана} + \ text {сухая почва}) — \ text {масса стакана} [/ латекс]

[латекс] \ text {Процент влажности} = \ frac {\ text {масса воды в почве}} {\ text {масса сухой почвы в печи}} \ times100 \ text {%} [/ latex]

1. Рассчитайте сухой вес почвы в каждом цилиндре и запишите данные:

[латекс] \ text {Сухой вес} = \ frac {\ text {влажный вес}} {1 + (\ frac {\ text {процент влажности}} {100 \ text {%}})} [/ латекс]

Набор задач будет предоставлен вам в начале лабораторного занятия.Вы будете работать со своими одноклассниками, чтобы завершить его во время лабораторной работы. Ваш лабораторный инструктор поможет вам при необходимости.

Как рассчитать пористость при заполнении воздухом?

Рассчитайте объемное содержание воды как (A-B-C) / V (масса воды = объем воды, при условии, что вода имеет плотность 1 г / см3; объем почвы = объем ядра = V). Просто вычтите объемное содержание воды из пористости . Вы получаете air — заполненную пористость во время отбора проб.

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ

Кроме того, как рассчитать общую пористость?

Есть два основных уравнения, используемых для расчета пористости . Первое уравнение использует общий объем и объем пустоты. Пористость = (Объем пустот / Общий объем ) x 100%. Второе уравнение использует общий объем и объем твердого тела.

Кроме того, почему важна пористость, заполненная воздухом? Почему пористость по воздуху — это важно в растущей среде Общая пористость и пористость по воздуху важны важны для движения воды и питательных веществ, а также для газообмена внутри и по всей корневой зоне.Корни растений нуждаются в соответствующей пористости воздуха , чтобы мог происходить перенос кислорода и других газов.

Также знаете, как рассчитать поровое пространство, заполненное водой?

1. Насыпная плотность (Bd; г / см3 или кг / м3) =
2. Общая пористость или поровое пространство (TP;%) =
3. Гравиметрическое содержание воды (Θг;% или г / г) =
4. Объемное содержание воды (Θv;% или см3 / см3) =
5. Пористость, заполненная воздухом (AFP;% или см3 / см3) = TP — v.
6. Водозаполненное поровое пространство (WFPS;% или см3 / см3) =

Как определить объем воздуха в образце почвы?

К вычисляем общий объем почвы , мы добавляем объем твердых частиц плюс объем воды плюс объем воздуха .Объем пустот находится путем добавления объема воды и объема воздуха . Когда образец из грунта уплотняется, его объем пустот уменьшается, что уменьшает общий объем образца грунта .

3.2.1: Пористость на основе лабораторных измерений

Один из методов определения пористости — это лабораторные измерения образцов керна, вынесенных на поверхность во время бурения.Измерение пористости в лаборатории является частью программы Routine Core Analysis , иногда называемой PKS Analysis (анализ пористости, проницаемости и насыщения).

Образцы керна — это образцы горных пород, вырезанные из пласта-коллектора с использованием специальных корончатых долот . Извлечение образцов керна — очень сложный процесс, требующий тщательного планирования. При вырезании керна необходимо учитывать все этапы процесса отбора керна, чтобы гарантировать, что пористость не изменится до его доставки в лабораторию.Эти этапы включают вырезку керна, обработку керна, консервацию керна, транспортировку керна, отбор керна и тестирование керна. Обычно специалист по оценке пласта берет на себя ведущую роль в разработке основной программы, работая с геологом-разработчиком, инженером-разработчиком и инженером по бурению.

После получения репрезентативных образцов керна и их доставки в лабораторию можно использовать несколько методов для определения пористости. Как показано в уравнениях 3.01 – 3,03 , чтобы определить пористость, нам необходимо определить два из трех объемов: Vb, Vp или Vg. Как только они определены, становится известна пористость и третий объем.

Общий объем, Vb, определение

Объемный объем можно определить одним из двух методов: физическим измерением и смещением. Использование физических измерений применимо только к образцам керна правильной геометрической формы. Как следует из названия, физические измерения включают измерение размеров образца керна (обычно цилиндрической пробки керна) и расчет объема по стандартным объемным формулам.

Методы вытеснения включают погружение образца керна в ртуть внутри пикнометра или градуированного цилиндра. Ртуть используется в методах вытеснения для предотвращения проникновения в поровое пространство. Общий объем образца — это кажущееся изменение объема ртути в пикнометре или градуированном цилиндре. В качестве альтернативы можно использовать принцип Архимеда для определения общего объема образца керна по кажущемуся изменению веса из-за плавучести при полном погружении.

Объем зерна, Vg, определение

Самый прямой метод определения объема зерна — это измерить вес высушенного образца и разделить его на плотность скелета породы.К сожалению, часто нет точной информации о плотности горных пород.

Второй метод, аналогичный методу погружения для определения объемного объема, может использоваться для определения объема зерна. В этом методе образец керна измельчается, и полученные зерна породы помещаются в пикнометр или градуированный цилиндр вместе с известным объемом жидкости. Объем зерен породы затем может быть определен по кажущемуся изменению объема жидкости (метод Рассела) после погружения или кажущемуся изменению веса (метод Мелчера-Наттинга) погруженного образца из-за плавучести с использованием принципа Архимеда.

К сожалению, недостатком этого метода является его деструктивность. После измельчения образца его нельзя использовать для дальнейших испытаний. Поскольку мы раздробили образец керна до составляющих его зерен, пористость, определенная путем погружения этих зерен, является общей пористостью ϕt.

Третий метод — это метод закона Бойля. Как следует из названия, для определения объема зерна используется закон Бойля:

p1V1 = p2V2

Уравнение 3.04

В этом методе образец керна помещается в одну камеру экспериментальной установки, содержащей две камеры известного объема, соединенные закрытым клапаном. Инертный газ (гелий или азот) вводится в камеры под разными, но известными давлениями. На этом этапе общее количество молей, n _T , в аппарате можно определить по формуле:

нТл = n1 + n2

Уравнение 3.05

PV = nRT

Уравнение 3.06

pfVTRT = p1V1RT + p2V2RT

Уравнение 3.07

Для изотермических условий это сводится к закону Бойля:

pfVT = p1V1 + p2V2

Уравнение 3.08

Клапан между камерами открывается, и давлению дают стабилизироваться до конечного давления, p _f , и регистрируют. Если предположить, что образец керна был помещен в камеру 1, то имеем:

пФ (V1 + V2-Vg) = p1 (V1-Vg) + p2V2

Уравнение 3.09

Пример 3.01

Учитывая следующие данные:

• Масса образца раздробленного керна на воздухе: Wtdry = 20.0 гм
• Масса образца раздробленного керна в воде: Wtimm = 15,0 г
• Плотность воды: ρw = 1.0 г / куб.см

Используйте принцип Архимеда для расчета объема зерна в образце.

Нажмите, чтобы ответить …

РЕШЕНИЕ:

Вес вытесненной воды — это просто кажущееся изменение веса образца из-за плавучести:

Wtdisplaced = Wtdry − Wtimm

Wtdisplaced = 20,0 г · м − 15,0 г · м = 5.0 гм

Объем зерен породы становится объемом вытесненной воды:

vg = Wtdisplacedρw = 5,0 г · м 1,0 г / куб. См = 5 куб. См

Решение для vg:

Vg = V1 (pf − p1) + V2 (pf − p2) (pf − p1)

Уравнение 3.10

Преимущества этого метода в том, что он неразрушающий и может быть очень точным. Недостатком этого метода является то, что для образцов керна с низкой проницаемостью может потребоваться много времени для стабилизации давления. Поскольку газы могут входить или выходить только из соединенных пор, пористость, полученная с помощью метода закона Бойля, является эффективной пористостью ϕe.

Объем пор, Вп, определение

Ранние методы, используемые для определения объема пор, такие как метод Washburn-Bunting Method , использовали введение ртути в поровые пространства образца керна. В этих методах закачки ртути ртуть под высоким давлением вводилась в образец керна и измерялся объем ртути, поступающей в керн. Эти методы имели несколько недостатков, включая разрушительный характер испытания и сжатие любых газов в образце керна, сохраняющих остаточный объем, что приводило к неточностям измерения.

Пример 3.02

По данным:

• V1 = 100 куб. См
• V2 = 100 куб. См
• p1 = 15,0 фунтов на квадратный дюйм
• p2 = 60,0 фунтов на квадратный дюйм

Когда клапан между камерой 1 и камерой 2 открывается, давление стабилизируется на pf = 39,0 фунтов на квадратный дюйм. Каков объем зерна в керне?

Нажмите, чтобы ответить …

РЕШЕНИЕ:

Из уравнения 3.10 имеем:

Vg = 100 куб. См (39.0 фунтов на квадратный дюйм — 15,0 фунтов на квадратный дюйм) +100 куб.

vg = 12,5 куб.см

Второй метод, Resaturation Method , использует чистый сухой образец керна и повторно насыщает его жидкостью известной плотности. Затем изменение веса образца можно использовать для определения объема пор V _p образца

Поскольку жидкость может входить или выходить только из соединенных пор, пористость, полученная методом повторного насыщения, является эффективной пористостью ϕe.

Третий метод определения объема пор — это метод суммирования жидкостей . В этом методе образец керна в его естественном состоянии (неочищенный и не высушенный) делится пополам. В одной из половин ртуть используется для оценки объема газа, а вторая половина используется в процессе перегонки (дистилляции) для определения объемов нефти и воды. Затем объем пор устанавливается равным сумме объемов жидкости. Преимущество этого метода заключается в том, что фазовые насыщения (доля порового пространства, занятая каждой фазой — нефтью, газом и водой) могут быть определены одновременно с пористостью.Недостатками метода являются разрушительный характер испытания и предположение, что обе половины образца керна содержат одинаковые объемы жидкости.

Опять же, в методе суммирования жидкостей жидкости могут входить или выходить только из соединенных пор. Следовательно, пористость, полученная этим методом, является эффективной пористостью ϕe.

Пример 3.03

Учитывая следующие данные:

• Масса чистого высушенного образца керна на воздухе: Wtdry = 20.0 гм
• Масса образца керна, насыщенного водой: Wtsat = 22,5 г
• Плотность воды: ρw = 1.0 г / куб.см

Каков объем пор в образце керна?

Нажмите, чтобы ответить …

РЕШЕНИЕ:

Вес воды, насыщающей образец:

Wtwater = Wtsat − Wtdry

Масса воды = 22,5 г — 20,0 г = 2,5 г

Объем пор образца керна затем становится объемом воды, насыщающей керн:

vgp = Wtwaterρw = 2.5 г · м · 1,0 г / куб. См = 2,5 куб. См