Коэффициент фильтрации определяется путем налива воды в скважины
Опытные наливы в шурфы
01 марта 2018 г.
Опытные наливы в шурфы.
Наиболее распространенным и отработанным методом изучения фильтрационных свойств связных и рыхлых пород зоны аэрации являются опытные наливы в шурфы, обеспечивающие фильтрационное опробование пород на глубину до 15 м.
Суть этих опытов состоит в наблюдении за ходом инфильтрации воды из шурфов и получении характеристик инфильтрационного потока при поддержании постоянного уровня воды в шурфе в процессе опыта. В условиях инфильтрации воды из шурфов основными действующими силами являются гидростатический напор слоя воды и капиллярное всасывание, совпадающее по направлению с инфильтрационным потоком. Факторами, осложняющими проведение опытной инфильтрации, являются боковое растекание инфильтрационного потока (особенно интенсивное в глинистых и суглинистых породах) и влияние на инфильтрацию защемленного в породах воздуха. Эти факторы частично исключаются или учитываются при проведении опытных наливов в шурфы. При этом почти все методы определения коэффициента фильтрации по данным инфильтрации воды из шурфов основаны на расчетах по формулам установившейся фильтрации и отличаются простотой.
При проведении опытов и обработке их результатов принимается, что породы в зоне инфильтрационного потока однородны в фильтрационном отношении. Воду наливают через углубление круглого сечения глубиной около 0,2 м, вырытое в дне шурфа. После закрепления стенок зумпфа его дно тщательно выравнивают и покрывают защитным слоем из мелкого чистого гравия толщиной 3-5 см.
Опыт ведут при постоянной высоте столба воды в зумпфе Н0 = 10 см, который поддерживают путем поступления воды из мерного бака через автоматические регуляторы (сосуды Мариотта или др.).
Расход воды проверяют и регистрируют в журнале каждые 10—30 мин (чем больше расход, тем чаще делают замеры). Опыт обычно продолжают до стабилизации расхода. Считается, что расход установился, если в течение двух часов он не отклоняется от среднего за это время более чем на 10%. В зависимости от лито- логического состава опробуемых пород и применяемого оборудования наливы в шурфы выполняют способами А.К. Болдырева,
Н.С. Нестерова и Н.К. Гиринского или на самодельных установках.
Способ А.К Болдырева. В испытуемой породе до заданной глубины роют шурф сечением 1 х 1,5 м, в дне которого устраивают зумпф круглого сечения диаметром 0,5 и глубиной 0,15—0,20 м. В песчаных породах стенки зумпфа закрепляют кольцом, которое вдавливают в дно зумпфа на 5—6 см. Воду подают в зумпф из мерного бака по гибкой трубке. Интенсивность подачи воды должна быть такой, чтобы высота столба воды в зумпфе поддерживалась постоянной и равной 10 см. Высоту столба контролируют по рейке (допустимы отклонения не более 1 см). Расход воды фиксируют по водомерной трубке мерного бака каждые 10—15 мин. В процессе опыта строят график зависимости расхода от времени; опыт продолжают до стабилизации расхода.
Схема опыта по способу А.К. Болдырева приведена на рисунке ниже.
Схема установки для определения коэффициента фильтрации по методу А.К. Болдырева
Значение коэффициента фильтрации k определяется как установившаяся скорость инфильтрации V при напорном градиенте, равном единице (в условиях опыта l=1),k=V=Q/F, где F — площадь поперечного сечения зумпфа, через которую осуществляется инфильтрация воды из шурфа с расходом Q.
При таком способе определения коэффициента фильтрации не учитываются действие капиллярных сил и боковое растекание потока. Поэтому наливы в шурфы по способу Болдырева целесообразно применять при опробовании хорошо проницаемых пород — крупнозернистых песков, гравийно-галечниковых отложений, трещиноватых пород.
Способ Н.С. Нестерова. При наливах в шурф по способу Нестерова для уменьшения влияния капиллярных сил и бокового растекания на дне шурфа устанавливают концентрично два цилиндрических кольца высотой 20—25 см.
В процессе опыта воду при помощи сосудов Мариотта подают в оба кольца, поддерживая в них постоянный столб воды Н0= 10 см. При этом предполагается, что вода из кольцевого зазора между внутренним и внешним цилиндрами расходуется преимущественно на боковое растекание, в то время как через площадь Fвнутреннего кольца она расходуется на инфильтрацию в вертикальном направлении.
Схема бачка и прибора Н.С. Нестерова
1 — корпус бачка; 2 — шкала; 3 — трубка для воды с краном; 4 — трубка для воз-духа; 5 — штатив; 6 — поверхность земли; 7 — уровень воды в кольцах;8 — внутреннее кольцо; 9 — внешнее кольцо; 70 — слой гравия.
В журнале наливов фиксируют лишь расход воды через внутреннее кольцо до его стабилизации. Строится график зависимости расхода от времени. Опыт прекращается по достижении стабилизации расхода.
Общий вид графика зависимости расхода воды от времени
Коэффициент фильтрации определяют по формуле
Допустимо использовать упрощенную формулу k=Q/F, где Q — стабилизированный расход по внутреннему колльцу, м3/сут; F— площадь внутреннего кольца, м2; Н0 — постоянный столб воды в кольцах, м; hK — капиллярное давление, принимаемое равным 50% высоты капиллярного поднятия в испытуемых породах , м; l — глубина инфильтрационного просачивания воды под дном шурфа (определяется после окончания опыта путем бурения двух скважин в центре шурфа и в 3-4 м от него — по влажности вскрываемых в них пород), м.
Значения капиллярного давления hk с учетом поправок
| Грунт | Высота капиллярного поднятия hK, м |
| Суглинок тяжелый Суглинок легкий Супесь тяжелая Супесь легкая Песок мелкозернистый глинистый Песок мелкозернистый чистый Песок среднезернистый Песок крупнозернистый | 1,00 0,80 0,60 0,40 0,30 0,20 0,10 0,05 |
Пример графика зависимости расхода воды по внутреннему кольцу от времени на приборе Несстерова
график зависимости расхода Q от времени t.
Способ Н.К. Гиринского. Этот способ применяют для определения водопроницаемости мелкозернистых песков, супесей и суглинков. Технически он воспроизводится, как и налив по способу Болдырева, через цилиндр диаметром от 30 до 50 см при постоянном уровне и до стабилизации расхода.
Теоретически способ Гиринского более обоснован и точен, так как при обработке результатов опыта учитываются боковое растекание инфильтрационного потока, влияние капиллярных сил и защемленного воздуха. После опыта берут из-под цилиндра пробы пород для определения их пористости и объемной влажности и учета на этой основе влияния защемленного воздуха и бокового растекания путем введения в расчетную формулу поправочных коэффициентов.
ros-pipe.ru
Коэффициент фильтрации грунта (понятие и средние значения)
Коэффициент фильтрации — это характеристика проницаемости грунта по отношению к конкретной фильтрующейся воде; при линейном законе фильтрации равен скорости фильтрации воды при единичном градиенте напора. (согласно п.3.1 ГОСТ 25584-2016).
Коэффициент фильтрации — это параметр, характеризующий проницаемость грунтов в отношении фильтрации воды при полном насыщении, численно равный скорости фильтрации при единичном градиенте напора. (согласно п.2.7 ГОСТ 23278-2014).
Скорость фильтрации — это расход воды через единицу площади поперечного сечения фильтрационного потока. (согласно п.3.2 ГОСТ 25584-2016).
Коэффициент фильтрации определяется:
- в лаборатории в соответствии с ГОСТ 25584-2016 «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации»
- полевыми методами путем откачки в соответствии с ГОСТ 23278-2014 «Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости»
Единицы измерения коэффициент фильтрации: м/сут; см/с.
Классификация грунтов по водопроницаемости в зависимости от коэффициента фильтрации в соответствии с таблицей Б.7 ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»
Таблица Б.7 ГОСТ 25100-2011
| Разновидность грунтов | Коэффициент фильтрации Кф, м/сут |
| Водонепроницаемый | Кф ≤ 0,005 |
| Слабоводопроницаемый | 0,005 < Кф ≤ 0,3 |
| Водопроницаемый | 0,3 < Кф ≤ 3 |
| Сильноводопроницаемый | 3 < Кф ≤30 |
| Очень сильноводопроницаемый | Кф >30 |
Приведем справочные таблицы со средними значениями коэффициентов фильтрации различных грунтов:
Коэффициент фильтрации различных грунтов и характеристика их водопроницаемости (по Н.Н. Маслову)
| Грунты | Кф, м/сут | Характеристика грунтов по водопроницаемости |
|---|---|---|
| Глины, монолитные скальные грунты | < 5 ·10−5 | Практически непроницаемые |
| Суглинки, тяжелые супеси, нетрещиноватые песчаники | до 5 ·10−3 | Весьма слабопроницаемые |
| Супеси, слаботрещиноватые глинистые сланцы, песчаники, известняки | до 0,5 | Слабопроницаемые |
| Пески тонко- и мелкозернистые, трещиноватые скальные грунты | до 5 | Проницаемые |
| Пески среднезернистые, скальные грунты повышенной трещиноватости | до 50 | Хорошо проницаемые |
| Галечники, гравелистые пески, сильно трещиноватые скальные грунты | > 50 | Сильнопроницаемые |
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Основания, фундаменты и подземные сооружения под. ред. Е. А. Сорочана и Ю. Г. Трофименкова, 1985 г.)
| Грунты | Кф, м/сут |
|---|---|
| Галечниковый (чистый) | >200 |
| Гравийный (чистый) | 100-200 |
| Крупнообломочный с песчаным заполнителем | 100-150 |
| Песок: | |
| гравелистый | 50-100 |
| крупный | 25-75 |
| средней крупности | 10-25 |
| мелкий | 2-10 |
| пылеватый | 0,1-2 |
| Супесь | 0,1-0,7 |
| Суглинок | 0,005-0,4 |
| Глина | <0,005 |
| Торф | |
| слаборазложившийся | 1-4 |
| среднеразложившийся | 0,15-1 |
| сильноразложившийся | 0,01-0,15 |
Ориентировочные коэффициент фильтрации различных грунтов (Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений под. ред. М. И. Горбунова — Посадова 1964 г.)
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Глины нетрещиноватые | <10−7 | < 8,64·10−5 |
| Суглинки, тяжелые супеси | от 10−6 до 10−7 | от 8,64·10−4 до 8,64·10−5 |
| Супеси, трещиноватые глины | от 10−4 до 10−6 | от 8,64·10−2 до 8,64·10−4 |
| Пылеватые и мелкозернистые пески | от 10−3 до 10−4 | от 0,864 до 8,64·10−2 |
| Среднезернистые пески | от 10−1 до 10−3 | от 86,4 до 0,864 |
| Крупнозернистые пески, галечники | от 10-2 до 10−1 | от 8,64 до 86,4 |
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов, основания и фундаменты под ред. С. Б. Ухова, 1994 г. стр.92 )
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Пески | от а·10−1 до а·10−4 | от а·10 до а·10−1 |
| Супеси | от а·10−3 до а·10−6 | от а· до а·10−3 |
| Суглинки | от а·10−5 до а·10−8 | от а·10−2 до а·10−5 |
| Глины | от а·10−7 до а·10−10 | от а·10−4 до а·10−7 |
a — любое число от 1 до 9,9 (поскольку диапазон измерения коэффициента фильтрации очень велик, а точность экспериментального определения относительно невелика, обычно его находят с точностью до порядка, т.е. значением а пренебрегают)
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов Н. А. Цытович, 1983 г. стр.41 )
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Супеси | от r·10−3 до r·10−6 | от r до r·10−3 |
| Суглинки | от r·10−5 до r·10−8 | от r·10−2 до r·10−5 |
| Глины | от r·10−7 до r·10−10 | от r·10−4 до r·10−7 |
r — любое число от 1 до 9
Определение влажности грунта (понятие и формула по ГОСТ)
Коэффициент Пуассона для грунта (поперечной деформации)
Коэффициент постели грунта (понятие и средние значения)
buildingclub.ru
Определение коэффициента фильтрации | Новости в строительстве
Определение коэффициента фильтрации производят в полевых условиях, путем непосредственных наблюдений, и необходим для всех расчетов связанных с движением подземных вод.
Если постановка таких наблюдений затруднительна, то более или менее правильные значения коэффициента фильтрации (Кф) могут быть получены при лабораторных исследованиях грунтов.Рассмотрим методы определения коэффициента фильтрации.Для непосредственных наблюдений в полевых условиях существует несколько методов.
Читай далее водопроницаемость грунтов
Прежде всего должно быть определено направление движения подземных вод. С этой целью пробуривают три скважины и устанавливают в них отметки воды( смотри рис-1).Предположим, что отметки уровня воды в трех скважинах 24,00; 23,00 и 22,00.Тогда на линии АС найдем точку, в которой уровень воды находится на отметке 23,00.
Рисунок-1. К определению направления движения воды по трем скважинам
Линия ВD, следовательно будет представлять собой линию гидроизогипсы , а перпендикулярная ей линия АЕ-линию тока. На линии тока пробуривают две скважины и наблюдают за скоростью движения воды. если расстояние между скважинами -l, уровни воды в скважинах h2 и h3 и время движения воды -t, то скорость движения будет V=l/t и скорость фильтрации q=ln/t=Kф(h2-h3)l, где t-пористость в долях единицы. Отсюда может быть получен Кф.
Для замеров скорости движения воды применяют колориметрический, химический и электролитический методы.Колориметрический метод заключается в следующем: в пусковую ( верхнюю) скважину запускают некоторое количество легкорастворимой краски. В щелочных водах применяют флюоресцин, флюаротрин, эозин, в кислых-метиленовую синьку, голубую анилиновую и другие.Чаще всего применяют флюоресцин, так как он заметен при самых ничтожных концентрациях (1: 10 000 000).Раствор краски погружается в скважину в стекляной бутылке, которую затем разбивают буровым наконечником, и замеряют время.Появление окраски в воде второй ( нижней) скважины позволяет установить время движения воды от первой скважины ко второй.
Рисунок-2. Схема расположения приборов при электростатическом способе определения скорости движения подземных вод:
1-фильтр; 2- коммутатор; 3-стержень
Химический метод заключается в определении концентрации раствора соли в наблюдательной скважине химическим анализом. В качестве растворимого вещества, вводимого в пусковую скважину, чаще всего используют хлористый натрий, хлористый кальций а также хлористый аммоний.В неминерализованной воде применяют более точный метод электролитов, заключающийся в том, что в верхнюю скважину заливают раствор легкорастворимой соли и следят за изменением концентрации соли во второй скважине.Чем больше содержится соли в воде, тем выше ее электропроводность.
В качестве электролита применяют хлористый аммоний или поваренную соль.Для замеров электропроводности в нижнюю скважину опускают электрод, изолированный от стенок обсадной трубы и соединяют сеть по схеме , показанной на рис-2.Электрический метод позволяет непрерывно следить за изменением концентрации раствора в наблюдательной скважине.
Рисунок-3. Схема расположения опытного куста скважин для определения коэффициента фильтрации ( стрелка показывает направление движения грунтовых вод).
Еще более точным является метод опытных откачек. Он более сложен, но позволяет определить не только коэффициент фильтрации, но и радиус депрессии. Пробуривают четыре луча скважин, ( смотри рисунок-3), два луча перпендикулярно линии тока, два -по линии тока, расстояние между скважинами постепенно увеличивают, например 5, 10 и 15 м.Так как в центральной скважине, из которой производится откачка, наблюдается перепад воды, то замеры производят из заложенной в непосредственной близости затрубной скважины ( прифильтрового пъезометра).***
Откачку производят до тех пор, пока в скважинах не установится постоянный уровень при сравнительно небольшом понижении в центральной скважине (6-30 см). Потом производят второе понижени е и так далее. После этого строят поперечные разрезы по лучам и на них наносят кривые депрессии.Так как замерены все величины, кроме коэффициента фильтрации, его величина может быть получена из формулы дебита:
Для грунтовой скважины
Кф=[Q(lgx2-lgx1)]/[1,366(2H-S1-S2)(S1-S2)]=0,73Q(lgx2-lgx1)/[(2H-S1-S2)(S1-S2)] (формула №1)
Для артезианской скважины (понижении выше кровли водоносного горизонта)
Кф=[Q(lgx2-lgx1)]/2,73M(S1-S2)=0,366Q[(lgx2-lgx1)/M(S1-S2)] (формула №2)
где Q-дебит центральной скважины; х1 и х2-расстояния от центральной до контрольной скважин; S1 и S2- понижение воды в контрольных скважинах; М-мощность напорного горизонта.После того как определен коэффициент фильтрации, можно принять Xn=R и Sn=0, и определить радиус депрессии.В дальнейшем будет показано, что небольшая ошибка в определении радиуса депрессии для радиального потока не имеет большого значения, так как в расчетные формулы он входит под знаком логарифма.
Поэтому в ряде случаев применяют пробные откачки из одиночной скважины, подставляя в формулы 1 и 2 значения х1=r0и S2=0.Другие методы определения коэффициента фильтрации в полевых условиях изложены в другой статье.В лабораторных условиях коэффициент фильтрации определяется непосредственным измерением движения воды через образец грунта.Постановка лабораторного определения коэффициента фильтрации различна для разных грунтов.
Песчаные грунты помещают в трубку и пропускают через нее воду; при этом используют два приема. При первом приеме грунт, помещенный в трубку, находится под действием тока воды при условии поддержания постоянного напора. Тогда по количеству профильтровавшейся воды по времени фильтрации может быть определен коэффициент фильтрации. Второй прием заключается в том, что над грунтом помещают определенное количество воды и следят за понижением напора.
Для определения коэффициента фильтрации глинистых пород из образца породы с ненарушенной структурой вырезают цилиндр и помещают его в специальный прибор, через который под определенным напором пропускают воду. Коэффициент фильтрации может быть также определен по эмпирическим формулам в зависимости от гранулометрического состава породы и ее пористости.Метод определения коэффициента фильтрации по формулам наименее точен и может быть применен только для предварительных расчетов.
Для песков с эффективным размером частиц de от 0,1 до 3,0 мм при коэффициенте неоднородности Кн< 5 применяют формулу Хазена:
Кt=Cde²(0,70 + 0,3 t),
где Кt- коэффициент фильтрации при температуре воды t°C, m/cут; С-эпирический коэффициент, который по данным Среднеазиатского института водного хозяйства можно принять по таблице-1; de-эффективный размер частиц, мм; t- температура фильтрующейся воды, °C.
Таблица-1. Значения коэффициента С в формуле Хазена
stroivagon.ru
Полевые исследования грунтов — Студопедия
Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов (в основном песчано-глинистые грунты) с целью:
– расчленение геологического разреза, оконтуривание прослоев и линз слабых грунтов,
– определение физико-механических свойств грунтов в условиях естественного залегания,
– оценки пространственной изменчивости свойств грунтов,
– оценка возможности погружения свай в грунты и несущей способности свай.
Полевые штамповые испытания – эталонный метод деформационных испытаний на сжимаемость. Результаты других полевых и лабораторных деформационных испытаний сопоставляются с результатами штамповых испытаний. Штамп – квадратная или круглая плита, площадью 5000 см2, служащая для передачи давления на грунт при полевых испытаний грунтов методом опытных нагрузок (рис. 44). Давление создается домкратами или платформами с грузом и производится ступенями с выдержкой определенное время до стабилизации осадки. Строится график зависимости осадки штампа от давления и осадки штампа во времени по ступеням нагрузки, определяют деформационные свойства (модуль деформации Е, МПа). Штамповые испытания могут проводиться и в скважинах. Для этого используют штамп площадью 600 см2, а давление передается от платформы с грузом через штангу.
Достоинство: испытание грунта ненарушенной структуры.
Недостатки: трудоёмкость, продолжительность испытаний.
Статическое и динамическое зондирование (пенетрация) – исследование песчаных и глинистых грунтов путем вдавливания (статическое) и забивки (динамическое) конусовидного металлического наконечника на глубину, превышающую его высоту. Определяют сопротивление проникновению зонда на глубину. По результатам испытаний определяют однородность грунтов по площади и глубине, приближенную количественную оценку свойств грунтов.
Рис. 44. Схема штампового испытания грунта в полевых условиях с построением кривой осадки и последующим вычислением модуля общей деформации
Прессиометрия проводится в глинистых грунтах, определяя их деформационные свойства. Прессиометр – резиновая цилиндрическая камера, которая на определенной глубине в скважине расширяется за счет давления жидкости или газа, нагнетаемого в камеру (рис. 45). Замеряется давление и радиальное перемещение грунта в стенках скважины, что позволяет рассчитать модуль деформации.
Рис. 45 д) радиальный прессиометр е) лопастной прессиометр
Прочностные испытания грунтов. Определяется сопротивление грунтов сдвигу (скальных и дисперсных) при предельных значениях напряжений (разрушение грунта). Методы: зондирование, искусственное обрушение откосов, лопастные испытания (крыльчатка), метод шарикового штампа.
Крыльчатка (метод вращательного среза) – определяют прочностные свойства для слабых грунтов (рис. 46). Крыльчатка представляет собой четырехлопастной зонд, который опускают в забой скважины, вдавливают и поворачивают. Замеряют крутящий момент, что позволяет рассчитать сопротивление грунта сдвигу, величину внутреннего трения φ и удельного сцепления С, МПа.
Рис. 46 Метод вращательного среза
5.2.5. Гидрогеологические исследования (опытно-фильтрационные работы)
Гидрогеологические исследования выполняются в случае распространения или возможности формирования подземных вод в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой (загрязнение, истощение, прогноз подтопления, возможность ухудшения свойств грунтов).
Полевыми методами определяется коэффициент фильтрации Кф и радиус влияния скважины (депрессионной воронки) в условиях естественного залегания пород и циркуляции подземных вод.
Коэффициент фильтрации для обломочных пород определяется с помощью откачек воды из скважин. Различают в зависимости от поставленных целей: экспресс-откачка (0,5 суток), пробные, опытные, опытно-эксплуатационные; одиночные и кустовые откачки из скважин. Строится график откачки (зависимость понижения (S) от времени (t) в полулогарифмическом масштабе).
Оборудование необходимое для проведения опытных гидрогеологических работ (насосы глубинные, поверхностные, уровнемеры, полевая лаборатория). Откачки производятся насосом (2–2,5 л/с) или эрлифтом (рис. 47) «air» – воздух, «lift» – подъем (до 10 л/с). Приборы для замеров глубины залегания уровня подземных вод в скважинах – электроуровнемеры, «хлопушки», манометры –для фонтанирующих.
Рис. 47 Схема работы эрлифта
Для определения Кф для супесей и суглинков применяют методы налива в шурфы и нагнетание воды в скважины.
5.2.6. Стационарные наблюдения (режимные)
Стационарные наблюдения необходимо выполнять для изучения:
– динамики развития опасных геологических процессов (карст, оползни, сели, переработка берегов, выветривание и пр.),
– изменений состояния свойств грунтов,
– изменения уровня, температуры, химического состава подземных вод;
– деформации грунтов оснований.
Продолжительность не менее одного гидрогеологического года или сезона проявления процесса с частотой регистрации экстремальных значений.
studopedia.ru
24. Коэффициент фильтрации и методы его определения
Современная теория движения подземных вод основывается на применении закона Дарси
Q = kфF(H1-Н2)/l = kфFI,
Q — расход воды или количество фильтрующейся воды в единицу времени, м3/сут; кф — коэффициент фильтрации, м/сут; F—площадь поперечного сечения потока воды, м2; дельтаН — разность напоров, м; I — длина пути фильтрации, м.(!см.рис. уч-ка на стр.267!)
Как следует из основного з-на движения подземных вод, коэффициент фильтрации- это скорость фильтрации при напорном градиенте I= 1.(Отношение разности напора дельта H к длине пути фильтрации l наз-т гидравлическим уклоном или гидравлическим градиентом I) Коэффициент фильтрации грунтов в основном определяется геометрией пор, т. е. их размерами и формой. На значение коэффициента фильтрации влияют также свойства фильтрующейся воды (вязкость, плотность), минеральный состав фунтов, степень засоленности и др. Вязкость воды, в свою очередь, зависит от температуры, поэтому нередко вводится поправочный температурный коэффициент (0,7—0,03) для приведения водопроницаемости к единой температуре 10 °С.
Методы определения
Для получения обоснованных значений коэффициента фильтрации применяют расчетные, лабораторные и полевые методы. 1)Расчетным путем КФ определяют преимущественно для песков и гравелистых пород. Расчетные методы являются приближенными и рекомендуются лишь на первоначальных стадиях исследования. Для расчетов используют одну из м ногочисленных эмпирических фор- мул, связывающих КФ грунта с его гранулометрическим составом, пористостью, степенью однородности и т. д.
2)Лабораторные методы(!см рис на стр 271!) основаны ни изучении скорости движения воды через образец грунта при различных градиентах напора. Все приборы идя лабораторного определения КФ могут быть подразделены на два типа: с постоянным напором и с переменным.
Приборы, моделирующие постоянство напорного градиента, т. е. установившееся движение (приборы Тима, Тима-Каменского, трубка конструкции СПЕЦГЕО), применимы в основном для грунтов с высокойводопроницаемостью, например для песков. Принцип работы приборов следующий. В цилиндрический сосуд с двумя боковыми пьезометрами П1и П2 помещают испытуемый грунт. Через него фильтруют воду под напором. Зная диаметр цилиндра F, напорный градиент I и измерив расход профильфовавшейся воды Q, находят КФ по формуле
Q = kфIF: кф= Q/FI= QL/F(h1—h2),
h2 и h2 —показания пьезометров; L —расстояние между точками их присоединения. Для суглинков и супесей применяют приборы типа ИНГ (рис. На стр 272), позволяющие определять кф образцов с нарушенной и не нарушенной структурой. Для глинистых пород наибольшее значение имеет определение КФ в образцах с ненарушенной структурой, обжатых нагрузкой, под которой грунт будет находиться в основаниях зданий и сооружений.
Приборы, моделирующие переменный напор, характеризующий неустановившееся движение, обычно используют для определения КФ связных грунтов с малой водопроницаемостью. Это компрессионно-фильтрационные приборы типа Ф-1M. Они позволяют вести наблюдения при изменении напорного градиента от 50 до 0,1 в образцах, находящихся под определенным давлением.
Основной частью прибора является одометр, с помощью которого на грунт передается давление, К одометру по трубкам подводится и после фильтрации отводится вода. Напор создается с помощью пьезометрических трубок.Простота и дешевизна лабораторных методов позволяет широко их использовать для массовых определений КФ.
Полевые методы позволя-ют определить КФв условиях естественного залегания пород и циркуляции подземных вод, что обеспечивает наиболее достоверные результаты. Вместе с тем полевые методы более трудоемкие и дорогие в сравнении с лабораторными. КФ водоносных пород определяют с помощью откачек воды из скважин, а в случае неводоносныхгрунтов — методом налива воды в шурфы и нагнетанием воды в скважины
studfile.net
