Thí nghiệm Lugeon

Thí nghiệm Lugeon chính là thí nghiệm ép nước trong hố khoan, đôi khi gọi là packer test. Đây là thí nghiệm hiện trường xác định tính thấm của khối đá. Tên thí nghiệm lấy theo tên của cụ nghĩ ra phương pháp thí nghiệm này. Thông thường thí nghiệm Lugeon là thí nghiệm thấm theo cột nước không đổi được tiến hành trên một đoạn hố khoan. Kết quả thí nghiệm cung cấp thông tin về khả năng thấm của khối đá. Tính thấm khối đá ở đây là bao gồm cả thấm của bản thân vật liệu đá cùng thấm theo hệ thống khe nứt trong đá.

Để thí nghiệm trên một đoạn hố khoan nào đó, người ta sử dụng các nút để ngăn nước. Thường là nút cao su hoặc nút hơi. Các nút này phải đảm bảo chèn kín tuyệt đối lên vách hố khoan. Nước được ép vào trong đoạn thí nghiệm (thường thông qua ống cần khoan), áp lực nước trong đoạn thí nghiệm được dẫn tới thiết bị đo áp đặt ở trên bề mặt.
Đầu tiên xác định áp lực thí nghiệm lớn nhất. Thường theo yêu cầu của thiết kế, dựa trên cột nước hình thành do xây dựng công trình.
Thí nghiệm được tiến hành theo 5 giai đoạn, bao gồm tăng giảm áp lực từ 0 tới áp lực thí nghiệm và ngược lại. Ở mỗi giai đoạn, mỗi cấp áp lực trung gian được duy trì không đổi trong 10 phút. Áp lực nước và lưu lượng được đo và ghi lại. Thường các giai đoạn ép nước như sau:

Gia đoạn	Áp lực
1	0.50 Pmax
2	0.75 Pmax
3	Pmax
4	0.75 Pmax
5	0.50 Pmax

Dựa trên biểu đồ áp lực và lưu lượng ép, có thể đánh giá đặc điểm biến dạng thấm của khe nứt.

Thông qua áp lực nước và lưu lượng ở mỗi giai đoạn, hệ số dẫn thủy lực trung bình của khối đá quanh vị trí ép được xác định. Theo phương pháp này, đơn vị của hệ số dẫn thủy lực là lít/phút/mét, được đặt là Lugeon.
Giá trị Lugeon của thí nghiệm được tính theo công thức:
           giá trị Lugeon = (q / L) x (P0 / P)
Trong đó:
q - lưu lượng bơm ép [lit/min]
L - chiều dài đoạn thí nghiệm [m]
P0 - áp lực 1 đơn vị theo đơn vị áp lực [MPa, At hay mét cột nước]
P - Áp lực thí nghệm[MPa, At hay mét cột nước]

Xét trong điều kiện đồng nhất và đẳng hướng 1 Lugeon = 1.3e-7m/s.
Khác với môi trường vật liệu liên tục, tính thấm của khối đá chịu ảnh hưởng lớn bởi điều kiện khe nứt. Do đó, thông qua giá trị Lugeon có thể đánh giá đặc điểm nứt nẻ của đá đoạn thí nghiệm.

Lugeon  <1 - tính thấm rất thấp - nứt nẻ ít, khe nứt rất kín kín
Lugeon = 1 - 5  - tính thấm thấp - khe nứt kín
Lugeon = 5 - 15  - tính thấm vừa - một vài khe nứt mở
Lugeon = 15 - 50  - tính thấm trung bình- một vài khe nứt mở
Lugeon = 50 - 100  - tính thấm lớn - nhiều khe nứt mở
Lugeon = > 100  - tính thấm rất lớn - nhiều khe nứt, phân bố dầy hoặc đá có lỗ rỗng