The Compressibility of an Air/Water Mixture and a Theoretical Relation Between the Air and Water Pressures

Abstract

Synopsis Until now the compressibility of a water/air mixture has been calculated with the aid of Boyle's law and Henry's law of solubility; it has been assumed that the air and water pressures of the mixture were the same. The present treatment refers only to degrees of saturation in excess of 85% where the air is assumed to be present in the form of bubbles. It is necessary to take into account the surface tension between air and water in the calculation of the compressibility of the mixture. Also using the surface tension and the above laws it is possible to obtain a relation between air and water pressures. Formulae are given by which it is possible to predict the water pressure of partly saturated clay samples in the triaxial cell under different stress conditions. Jusqu'à maintenant la compressibilité d'un mélange air et eau avait été calculée en utilisant la loi de Boyle et la loi de Henry régissant la solubilité. On prenait comme hypothése que la pression de l'air était égale à la pression d'eau dans le mélange. L'essai présent rend compte seulement du degré de saturation plus que 85%; il est assumé quele mélange consiste non pas de deux phases bien distinctes, mais d'une série de bulles d'air distribuées dans le liquide. On doit tenir compte des forces de tension de surface pour calculer la compressibilité du mélange. Ainsi tenant compte des forces de tension de surface et des lois précédemment mentionées, on peut établir une relation entre la pression de l'air et la pression de l'eau. L'article donne les formules qui permettent de prédire la pression interstitielle d'échantillons d'argiles partiellement saturées dans un essai triaxial.