为什么地面(地面还是?)梯度1 psi /英国《金融时报》吗?是来自g / cc如何?谢谢。
3答案
静岩压力可能大约23 kPa / m (1 psi /英尺)的年轻盆地主要由硅质碎屑的岩石,但它大大不同。压力密度的线性关系。让我们探索的关系,方差。
首先一些定义:
- 静岩压力——垂直压力由于岩石和流体的重量。
- 静水压力——由于流体的重量只有垂直压力。
- 破裂压力——岩石裂缝的压力。
- 孔隙压力——岩石的孔隙压力;通常接近静水。
在这个领域有很多术语-静岩压力有时被称为围压,上覆岩层压力、垂直压力,总压力,以及各种其他的事情。我没有听说过静地压力之前,一个快速的研究表明,有些人称之为压力由于岩石和流体“地面”,有人称之为“地面”,保留的静岩压力由于干燥的岩石。根据我的经验,它不支付对这些迂腐的不一致,你所能做的就是拼出你的意思。
我们会做一个快速的推导(这里有一个更全面的)。压力$ P $是单位面积上的力F美元,和牛顿告诉我们,F = ma,美元在m美元质量和加速度是一美元。因为我们感兴趣的垂直压力、加速度重力所以我们可以使用g美元。我们知道岩石规范化的质量与体积密度\ρ美元,我们感兴趣的一个深度d美元,所以:
$ $ $ $ P = \ρd g
单位是美元[\ mathrm{公斤/米}^ 3]\倍[\ mathrm {m}]时代\ [\ mathrm {m / s} ^ 2]美元或牛顿每平方米,N / m ^ 2美元,我们称之为帕斯卡,Pa,为了方便(10 kPa1.45 psi)。注意,在现实世界中密度随深度你需要积分。
因为压力随深度增加大约线性,它往往是方便谈论压力梯度通常表示在单位kPa / m,当然只是一条线的梯度pressure-depth情节,像下面的例子从一个虚构的海上。
23个kPa / m是从哪里来的呢?如果我们以沉积岩的近似平均密度为2300公斤/米^ 3美元,那么P = 2300美元\乘以g Pa /美元,约23个kPa(我们通常是圆的g - 10美元)。不同的矿物学,不同的疏密度,不同的液体——所有这些将改变静岩压力梯度。
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\ begingroup美元 我仍然没有看到如何发现梯度。我看你如何的压力:$ 2300美元\压裂{公斤}{m ^ 3} \ cdot 10 \压裂{m} {s ^ 2} = 23000 \压裂{公斤\ m} {m ^ 3 \ s ^ 2} = 23000 Pa $ $ $ $ 23000 Pa \ cdot \压裂{1.45 psi} {10000 Pa} = 3.335 psi $ $我们如何得到1 psi /英尺? \ endgroup美元- - - - - -犰狳2014年12月9日15:23
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\ begingroup美元 我们只是考虑深度1米的数学简单(因为我们的模型有一个石头一个常数梯度)。我们得到23个kPa米,你显示是3.335 psi / m,或1.02 psi /英尺(注意深度单位)的变化。 \ endgroup美元- - - - - -马特·霍尔2014年12月9日17:40
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表土/地面/地面压力(或压力)在给定深度垂直压力(或压力)是由于一列的岩石和流体的重量包含在上面的岩石中,深度。休息岩体的压力(这包括岩石的孔隙空间内的流体)在重力加速度有关岩石的质量密度公式,
$ ${1}\标签p (z) = p_o + \ int_0 ^ z \ρ(z) g \ dz $ $
p (z)是美元压力在深度z,美元p_o基准压力,美元\ρ(z)是美元吗体积密度岩体的岩石矩阵加上孔隙空间的质量)深度的函数,和g美元是重力加速度。
在这里看到的更全面的推导pressure-density-depth关系方程1所示。这个解释采用国际单位制,并提供一个梯度单位Pa / m。看到我的解释如何将国际标准单位转换成美国工程单位制,它使用psi /英国《金融时报》。
在这里看到的讨论为什么地静压力假定等于上覆岩层压力。
的假设1 psi /英国《金融时报》,岩石的体积密度会假定一个常数。计示压力将假定,因此p_o将美元0 psig自基准将选定的地球表面。一个恒定的体积密度可以认为如果岩石的颗粒密度矩阵,液态水密度在岩石的孔隙空间,和岩石的孔隙度值。体积密度可以估计,
$ $ \ rho_t = [\ rho_m \ *(1 - \φ)]+[φ\ rho_w \ * \], \ rho_m美元美元是谷物(矿物)的加权平均密度(砂岩和页岩= 2.65 g / cc), \ rho_w美元是孔隙水的加权平均密度(g / cc),和$ \φ是岩石孔隙度的加权平均。
1 psi /英国《金融时报》的价值,我们将假定\ rho_m = 2.65 g / cc,美元\ rho_w = 1.05 g / cc,美元和φ\ \大约21.457美元%。这将给美元的体积密度\ rho_t \大约2.306682美元的g / cc。
每克0.0022046 lb-mass,每立方英尺28316.85立方厘米。因而\ rho_t \大约2.306682 g / cc美元= 144磅/英尺^ 3美元。
用这个密度值方程提出了链接使用美国工程单位制,假设D = 1美元英国《金融时报》:
$ $ \压裂{p} {D} = \微分算符p = \压裂{(\ρg_c)} {144 g}, g_c美元美元的引力常数加速度(32.2英尺/秒^ 2)和g的单位转换因子是美元磅力(32.2美元\压裂{加快\英尺/秒^ 2}{磅力}$),你应该得到1 psi /英国《金融时报》。
水梯度是淡水0.43 psi /英国《金融时报》。水的密度时免费的溶解固体是1 g / cc。
知道这只是把表土密度乘以平均静压梯度。所以你问如何得到1 psi英国《金融时报》可以通过字面答案回1 psi /英尺除以0.43 psi /英国《金融时报》,给你2.33 g / cc覆岩的平均体积密度。
(2.33 g / cc) / (1 g / cc) * 0.43 psi /英尺= 1 psi /英国《金融时报》
单位取消上面和你剩下的答案寻找psi /英国《金融时报》。
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\ begingroup美元 知道水的密度1 g / cc,你怎么知道它有一个压力梯度0.43 psi /英国《金融时报》吗? \ endgroup美元- - - - - -犰狳2019年9月21日在34
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\ begingroup美元 1立方英尺的水= 7.48加仑,1加仑重8.33磅,7.48 * 8.33 = 62.3磅。因为我们在磅每平方英寸,有144平方英寸平方英尺我们可以一立方英尺的水的重量除以平方英尺的面积。62.3磅/ 144平方。英寸= 0.4326 psi /英国《金融时报》(这是一个梯度)意味着它有多少psi的压力积累线性英尺的水柱。如果你有一个100英尺的水柱你乘100 * 0.4326的广告可以43.26 psi的底部的水柱的压力。 \ endgroup美元- - - - - -badrock212019年9月22日14:30
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\ begingroup美元 1克/ cc。g / cc转换为英镑每加仑。453.6克= 1磅。有3785 cc一加仑。自1毫升的水重1克,那么你可以说,1加仑的水重3785克。除以453.6克/磅每加仑8.3磅。有7.48加仑每立方英尺。7.48 * 8.33 = 62.3磅,除以平方英寸底部的立方英尺7.48 * 8.33/144 = 0.43 psi /脚。 \ endgroup美元- - - - - -badrock212019年9月22日14:43