Porowatość skały

Porowatość skały lub gruntu – w geologii to zawartość pustych przestrzeni – porów (pory to mikroskopijne otwory w strukturze ciał organicznych lub nieorganicznych).

Terminy

Pory dzielimy na:

• otwarte – połączone ze sobą (i z powierzchnią skały),
• zamknięte – całkowicie otoczone materiałem skalnym.

Wyróżniamy porowatość:

• efektywną (aktywna, czynna, odkryta) to zawartość porów, które łączą się z sobą i z zewnętrzną powierzchnią skały (czyli porów otwartych), pozwalająca na ruch cieczy poprzez ośrodek,
• zakrytą (izolowana) to zawartość porów zamkniętych,
• ogólną (całkowitą) – suma porowatości odkrytej i zakrytej.

Szczególnym przypadkiem jest porowatość szczelinowa polegająca na obecności szczelin powstałych wskutek pękania lub rozbicia skał poprzednio mniej przepuszczalnych.

Parametry

Współczynnik porowatości $(k_{p}),$ określany też jako porowatość gruntu $(n)$ wyraża stosunek objętości porów w próbce materiału porowatego do całkowitej objętości próbki. Można go zapisywać jako wartość niemianowaną lub w procentach, przyjmuje wartości od 0 do 1 (od 0 do 100%).

$k_{p}=n={\frac {V_{p}}{V_{c}}}=1-{\frac {V_{sk}}{V_{c}}}={\frac {e}{1+e}},$

gdzie:

$V_{p}$ – objętość porów,

$V_{sk}$ – objętość szkieletu,

$V_{c}$ – objętość całkowita, $V_{c}=V_{sk}+V_{p}.$

Według niektórych źródeł porowatość określamy jako małą, gdy współczynnik porowatości $k_{p}<5\%,$ a wysoką, gdy $k_{p}>20\%.$

Wskaźnik porowatości $(e)$ wyraża się stosunkiem objętości porów do objętości szkieletu gruntowego. Zapisuje się go jako wartość niemianowaną, większą od 0

$e={\frac {V_{p}}{V_{sk}}}={\frac {V_{p}}{V_{c}-V_{p}}}={\frac {n}{1-n}}.$

Metody oznaczania

Metody laboratoryjne

• metody oznaczania gęstości, a następnie przeliczenia,
• badanie w porozymetrze – umożliwia wyznaczenie porowatości efektywnej, poprzez nasycenie próbki o znanej objętości cieczą o znanej gęstości właściwej.

Metody terenowe

Oprócz metod laboratoryjnych, porowatość skały można również zmierzyć in situ metodami geofizycznymi:

• metodą elektrometrii wiertniczej,
• metodami radiometrycznymi (neutron – gamma, gamma – gamma),
• profilowaniem akustycznym,
• metodą refleksyjną (pośrednio).

Bibliografia

• ElżbietaE. Myślińska ElżbietaE., Laboratoryjne badania gruntów, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1998, ISBN 83-01-12423-7, OCLC 749213933 .brak strony (książka)