孔隙介质非达西渗流 Forchheimer 方程量化评价

• 作者: 袁帅 李仲夏 熊涛 杨赟 王宗星
• 来源期刊: 水文地质工程地质
• 关键词: 孔隙介质 Forchheimer方程 非达西流 量化评价 经验方程
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 所属期刊栏目: 水文地质与水资源
• 页码范围: 14-24
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202308015

摘要

Forchheimer方程作为非达西渗流中广泛应用的基本方程之一，方程中A、B系数的确定一直是孔隙介质渗流领域中的热点及难点，不同学者根据渗流试验结果提出了不同的Forchheimer方程A、B系数的经验公式，但对于均质以及混合粒径的非均质条件下评价各经验公式适用性的研究较少。因此在渗流阻力试验的基础上，采用归一化目标函数和线性回归法评价了Forchheimer方程经验公式的适用性，为不同孔隙介质条件下Forchheimer方程经验公式的选取提供参考。结果表明：对于均质孔隙介质，Sidiropoulou公式对水力梯度有着很好的预测效果；对于2种混合粒径孔隙介质，在使用平均粒径的基础上，还应考虑混合粒径的质量比和大小因素，Macdonald公式的预测效果受混合粒径的质量比和大小影响较小，Kadlec and Knight公式对于水力梯度的预测结果较为稳定；对于5种混合粒径孔隙介质，使用d60作为特征粒径进行预测的效果较好，Kadlec and Knight公式对于系数A的预测效果较好，Ergun公式对于系数B的预测效果较好。研究结果能够为工程中均质及非均质松散砂砾石孔隙介质渗流计算的Forchheimer方程的选取提供依据。