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什么是孔隙尺寸?

168 2023-01-07 04:01 屠初    手机版

一、什么是孔隙尺寸?

孔隙尺寸是岩土固体矿物颗粒间的空间。岩土中直径大于1毫米、重力水可于其中自由运动的孔隙,是大孔隙(macro-pore,large pore)。

岩土中直径为0.01~1毫米、重力水和毛管水可存其中的孔隙,是小孔隙(small pore)。岩土中直径为0.1~10微米、无重力水但毛管现象明显的孔隙,是微孔隙(micropore)。岩土中直径为0.1微米~1微米、具毛管特性的孔隙,称毛管孔隙(capillary pore)。粘性土中直径小于0.1微米、充满结合水的孔隙,是超微孔隙(ultramicropore),又称超毛管孔隙(uhracapillarypore)。

答:孔隙尺寸包括最大孔隙尺寸和最小孔隙尺寸,是指孔和轴配合中,孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸之差称之为最大孔隙尺寸。孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸之差为最小孔隙尺寸。

二、孔隙类型及几种常用的孔隙度

1.孔隙类型

岩石的孔隙度与孔隙类型有关。按孔隙的大小可将孔隙分为三类:

(1)超毛细管孔隙:超毛细管孔隙的毛细管直径大于0.5mm,或者裂缝宽度大于0.25mm。在此类孔隙中,流体在重力的作用下可自由流动。岩石中的大裂缝、溶洞以及未胶结或胶结疏松的砂层孔隙多属于此类。

(2)毛细管孔隙:在此类孔隙中,由于毛细管的直径(或裂缝宽度)很小(毛细管直径介于0.5~0.0002mm之间,裂缝宽度在0.25~0.0001mm之间),无论是液体质点之间的距离还是液体与孔隙壁间的距离均小于分子引力的作用半径。因此,由于毛细管的作用,液体不能自由流动。一般砂岩的孔隙属于此类孔隙。

(3)微毛细管孔隙:毛细管的孔径小于0.0002mm,裂缝宽度小于0.0001mm。在此类孔隙中,分子间的引力很大。要使液体在孔隙中流动需要很高的压力梯度。在油层的条件下,大的压力梯度一般很难达到。泥页岩中的孔隙一般属于此种类型。

2.几种常用的孔隙度

从油田开发和地下水开采等方面来考虑,并不是所有的孔隙类型都具传导液体和气体的能力。例如,微毛细管孔隙和相互不连通的孔隙对于油气开发来讲不具有实际意义。为了区分孔隙对于传导流体的贡献,将岩石的孔隙度分为绝对孔隙度、有效孔隙度(连通孔隙度)和流动孔隙度。

(1)绝对孔隙度:岩石的绝对孔隙度是指总孔隙体积与岩石标本体积之比,即

岩石物理学基础

式中:φa为绝对孔隙度;Va为岩石的总孔隙体积。

(2)有效孔隙度:在岩石中的孔隙中,有些孔隙是连通的,有些孔隙是封闭的。在连通的孔隙中,流体可以按渗流力学的规律进行运动。而在封闭孔隙中的流体不能参与渗流运动。有效孔隙度是指参与渗流的连通孔隙的孔隙度。令Ve代表岩石的有效孔隙的体积,则

岩石物理学基础

式中:φe为有效孔隙度;Ve为岩石的有效孔隙体积(岩石的有效孔隙体积是指在一定的压差下被流体饱和并参与渗流的连通孔隙的体积)。

(3)流动孔隙度:在岩石中,有些孔隙虽然彼此连通但未必能让流体通过。例如,由于孔隙的喉道半径极小,在通常的开采压差下难以使流体通过。因此,人们在上述孔隙度的基础之上又进一步划分出流动孔隙度。设流体能在其内流动的孔隙体积是Vff,那么流动孔隙度的定义为

岩石物理学基础

式中:φff为流动孔隙度;Vff为流体能在其内流动的孔隙体积。

流动孔隙与有效孔隙不同,它既排除了死孔隙,又排除了那些为毛细管力所束缚的液体所占有的孔隙体积。此外还排除了岩石的颗粒表面上的液体薄膜的体积。随着地层中的压力梯度和孔隙中流体的物理-化学性质的变化(如黏度等),岩石的流动孔隙度要发生变化。因此,岩石的流动孔隙度在数值上是变化的。

三、毛管持水量与孔隙度的关系

您想问的是毛管持水量与孔隙度的关系是什么。毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。

通过道客巴巴官网查询可知,土壤毛管孔隙度=土壤毛管持水量×土壤容重。所以可知毛管持水量是计算土壤毛管孔隙度的依据。

毛管持水量指概念毛管持水量是指土壤中所能保持的毛管上升水的最大数量。

四、为什么土壤质地越细,有机质越多,孔隙度越大

土壤质地越细的话,也就是土壤黏粒越多,总孔度越大,但是里面的通气孔隙不大,主要是无效孔隙和毛管孔隙为主,虽然孔隙度大,反而通气不良(注:土壤空隙分为:通气空隙、毛管空隙和无效空隙,三者和起来就是总孔度)。

土壤有机质越多的话,土壤相对就越疏松,首先土壤有机质的质地介于黏土和砂土之间,透气性比较好,另外有机质是土壤团粒结构形成的很重的条件,一旦形成了比较多的团粒结构,那么里面就具有大小多级空隙,而且内部也会的变得疏松多孔,当然孔隙度就增大了,这时候通气空隙和毛管空隙占绝大部分,土壤通气性比较好。

要注意区分,土壤质地越细,有机质越多,虽然孔隙度都是增大,但是效果却是不一样的。

自己的的理解,希望能对你有所帮助。

五、用环刀法测土壤容量的操作步骤有哪些

土壤容重是指单位容积原状土壤干土的质量,通常以克/厘米3表示;孔隙度是指单位容积土壤中孔隙所占的百分率,即土壤固体颗粒间孔隙的百分率.土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙.

土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低,一般耕作层土壤容重1~1.3克/厘米3,土层越深则容重越大,可达1.4~1.6克/厘米3,土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。测定土壤容重的方法很多,着重介绍环刀法:

1、仪器:环刀(容积为100厘米3)、天平(感量0.1克和0.01克)、烘箱、环刀托、削小刀、小铁铲、铝盒、钢丝锯、干燥器等。

2、操作步骤:先在田间选择挖掘土壤剖面的位置,然后挖掘土壤剖面,观察面向阳。挖出的土放在土坑两边。挖的深度一般是1米,如只测定耕作层土壤容重,则不必挖土壤剖面。

用修土刀修平土壤剖面,并记录剖面的形态特征,按剖面层次分层采样,每层重复3个。

将环刀托放在已知重量的环刀上,环刀内壁稍涂上凡士林,将环刀刃口向下垂直压入土中,直至环刀筒中充满样品为止。若土层坚实,可用手锄慢慢敲打,环刀压如时要平稳,用力一致。

用修土刀切开环刃周围的土样,取出已装上的环刀,细心削去环刀两端多余的土,并擦净外面的土。同时在同层采样处用铝盒采样,测定自然含水量。

把装有样品的环刀两端立即加盖,以免水分蒸发。随即称重(精确到0.01克),并记录。

将装有样品的铝盒烘干称重(精确到0.01克),测定土壤含水量。或者直接从环刀筒中取出样品测定土壤含水量。

3、结果计算:环刀容积按下式计算:

V=лr2h

式中:V――环刀容积(厘米3);

r――环刀内半径(厘米);

h――环刀高度(厘米);

л――圆周率(3.1416)。

按下式计算土壤容重:

rs=g.100/v.(100+W)

式中:rs――土壤容重(克/厘米3);

G――环刀内湿样重(克);

V――环刀容积(厘米3);

W――样品含水量(%)。

此法允许平行绝对误差<0.03克/厘米3,取算术平均值。

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