1、第五章 毛细现象与包气带水的运动1、填空:(1)由于表面张力的作用,弯曲的液面对液面以内的液体产生附加表面压强,而这一附加表面压强总是指向液体表面的曲率中心方向;突起的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个正表面压强;凹进的弯液面,对液面内侧的液体,附加一个负表面压强。(2)拉普拉斯公式的涵义是:弯曲的液面将产生一个指向液面凹侧的附加表面压强;附加表面压强与张力系数成正比,与表面的曲率半径成反比。(3) 包气带毛细负压随着含水量的变小而负值变大。渗透系数随着含水量降低而迅速变小。2、分析判断 (1)毛细现象是在固、液两相界面上产生的。 错(2)突起的弯液面,对液面内侧的液体附加一个正的表面压强。
2、对(3)包气带中毛细负压随着含水量的变小而负值变大。 对(4)包气带中有结合水,而饱水带没有结合水。 错(5)包气带水的运动也可以用达西定律描述。 对(6)颗粒较粗时,由于渗透性好,所以毛细上升高度大。 错3、当液面为凸形、凹形和水平时,实际表面压强各如何计算? (1):液面为凸形时,实际表面压强 P=Pa+Pc(2):液面为凹形时,P=Pa-Pc(3) :液面水平时,P=PaP 为实际压强,Pa 为大气压强,Pc 为附加表面压强。4为什么包气带中渗透系数随着含水量的降低而迅速变小?原因有三:(1) 、含水量降低,实际过水断面随之减少(2) 、含水量降低,水流实际流动途径的弯曲程度增加(3)
3、、含水量降低,水流在更窄小的孔角通道及孔隙中运动,阻力增加。由于以上原因,渗透系数与含水量呈非线性关系。5毛细饱水带与饱水带有哪些区别?两者的水都处于饱和状态,主要不同点如下:(1) 、前者是在表面张力支持下才饱水的,也成为张力饱水带,井打到该饱和带,由于表面张力作用,并没有水流入井中;(2) 、包气带水的运动可以用达西定律来描述;(3) 、饱水带只存在重力势,毛细带重力势与毛细势并存;(4) 、饱水带中任意一点的压力水头是一个定值,毛细饱水带是压力水头随含水量的函数;(5) 、饱水带的渗透系数是一个常数,毛细饱水带的渗透系数随含水量的降低而变小。6包气带水与饱水带水运动的区别是什么?(1)
4、、饱水带只存在重力势,毛细带重力势与毛细势并存;(2) 、饱水带中任意一点的压力水头是一个定值,毛细饱水带是压力水头随含水量的函数;(3) 、饱水带的渗透系数是一个常数,毛细饱水带的渗透系数随含水量的降低而变小。7、简述包气带的垂向分层及特点。从地表往下垂直延伸,依次可分为:(1) 、向下某一深度的含水量为一定值,相当于残留含水量,包括结合水、孔隙毛细水与部分悬挂毛细水,是反抗重力保持与土中得最大持水度,这部分水与其下支持毛细水及潜水不发生水力联系;(2) 、由此往下进入支持毛细水带,含水量随着接近潜水面而增高,在潜水面之上有一个含水量饱和的带,此时,体积含水量等于孔隙度,称为毛细饱和带,支持
5、毛细水带是在毛细力作用下水分从潜水面上升形成的,随潜水面变动而变动,细小的孔隙通道毛细上升高度大,反之较小,最大孔隙通道被支持毛细水充满的范围就是毛细饱和带。8、结合水与重力水最根本的区别是结合水 b a 不能转化为气态水 b 具有抗剪强度 c 不能运动 d 结合水层薄9、当潜水水位下降时,支持毛细水和悬挂毛细水的运动有什么不同特点?支持毛细水是在毛细力作用下水分从潜水面上升形成的,支持毛细水的弯液面处说头与潜水面上的水头相等,因此,支持毛细水水位随潜水位下降而下降,其厚度基本保持不变,与潜水几乎无水力联系;而悬挂毛细水是在上层颗粒细而下层颗粒粗的层状细层中形成的,它的毛细力与重力平衡,悬挂毛细水水位不会随潜水水位下降而降低。