Relazione fra porosità e coefficiente di permeabilità

Discussioni su problemi teorici e pratici di idrogeologia. Sfruttamento e gestione dell'acqua. Professione e didattica universitaria. Acqua e ambiente.

Relazione fra porosità e coefficiente di permeabilità

Messaggioda dinosauro » 19/08/2010, 14:25

Salve a tutti.
Vorrei sapere se esiste una relazione fra il coefficiente di permeabilità e la porosità di un terreno. In altre parole cioè, se un terreno ha una posorità elevata significa che ha anche una permeabilità elevata?
Un saluto a tutti :D :D
dinosauro
 
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Iscritto il: 19/08/2010, 14:22

Re: Relazione fra porosità e coefficiente di permeabilità

Messaggioda bernagozzi » 23/08/2010, 8:33

La porosità e la permeabilità sono due proprietà che riguardano entrambe i vuoti del terreno, ma hanno un significato molto diverso. La porosità esprime la quantità d'acqua che un terreno può immagazzinare ed eventualmente cedere mentre la permeabilità esprime la facilità con la quale un terreno si fa attraversare dall'acqua.
Esiste uno studio molto ben fatto sulla permeabilità eseguito da Johnson A. I. (1967) (per scaricarlo gratis trovi i riferimento nella sezione biblioteca). A riguardo del rapporto fra permeabilità e porosità può essere esplicativo il grafico riportato a pag. D22. Nel grafico si vede ad esempio che la porosità e lo Specific Yield (che corrisponde in pratica alla porosità efficace) di una sabbia sono tendenzialmente superiori rispetto alla posorità e allo specific yield di una ghiaia. In termini di permeabilità invece si sarebbe pervenuti al risultato opposto. Se si considera poi la porosità totale e non la porosità efficace (in figura indicata come specific yield) si vede addirittura che il valore di porosità totale di una sabbia fine è superiore rispetto al valore di porosità totale di una ghiaia.
Le cose invece cambiano se si considera sempre un medesimo materiale. Una sabbia fine ad esempio può avere un grado di addensamento variabile e variando il grado di addensamento varia di conseguenza anche la porosità del materiale. In questo caso, considerando sempre la medesima sabbia fine, diminuendo la porosità diminuisce anche la permeabilità. A riguardo può essere esplicativo il grafico di fig 2-11 a pag 2-21 di EM 1110-2-1901 (vedi sempre biblioteca). Nel grafico si vede chiaramente che per un determinato tipo di terreno all'aumentare dell indice dei vuoti (void ratio in figura) aumenta il coefficiente di permeabilità. Da un punto di vista intuitivo la spiegazione può essere la seguente: se si compatta un terreno diminuisce il volume dei vuoti e diminuisce anche la dimensione media delle cavità che mettono in comunicazione gli spazi vuoti fra di loro. Visto che la permeabilità è fortemente condizionata dalle dimensioni di queste cavità, all'aumentare della compattazione diminuisce sia la porosità sia la permeabilità.

In sintesi quindi, in linea di massima può valere la seguente regola:
se si considera due terreni differenti non è detto che quello a porosità maggiore abbia anche una maggiore permeabilità;
se si considera il medesimo tipo di terreno all'aumentare della porosità aumenta anche la permeabilità.

Saluti
G. Bernagozzi



Bibliografia
Johnson A. I. (1967): Specific yield - compilation of specific yields for various materials
Geological Survey Water-Supply Paper 1662-D. United States. Government Printing Office, Denver

U.S.A.C.E. (1993): Seepage analysis and control for dams – EM 1110-2-1902
Department of the Army, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, DC 20314-1000
Dott. Geol. G. Bernagozzi
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