1.
2.
2.2. Определение водно-физических свойств водоносного горизонта по данным опытной откачки из наблюдательных скважин. (Приложение 4)
Исходные данные: мощность водоносного горизонта, технические параметры опытных скважин (выдается преподавателем).
Требуется определить: коэффициент фильтрации водоносных песков по результатам откачки воды из центральной совершенной скважины радиусом r=0,2 м и двух наблюдательных скважин, расположенных на одной прямой. Воды безнапорные. Статический уровень, т.е. уровень воды до откачки, находится на глубине 2 м от поверхности земли.
Коэффициент фильтрации Кф – это скорость фильтрации воды при гидравлическом градиенте, равном единице. Он характеризует водопроницаемость грунтов, т.е. их способность пропускать гравитационную воду через поры (в дисперсных грунтах) и трещины (в скальных грунтах). Чем больше размер пор или чем крупнее трещины, тем выше водопроницаемость пород. По степени водопроницаемости грунты подразделяют: на водонепроницаемые при Кф<0,005 м/сут, слабоводопроницаемые при Кф 0,005–0,03 м/сут, водопроницаемые при Кф 0,03–3 м/сут, сильноводопроницаемые при Кф 3–30 м/сут, очень сильноводопроницаемые при Кф > 30 м/сут. Коэффициент фильтрации используется для определения притока воды к строительным котлованам, дренажным сооружениям и т.п. Он входит также в расчётные выражения, по которым вычисляют осадки инженерных сооружений во времени.
Существуют различные методы определения коэффициента фильтрации – расчётные, лабораторные и полевые. Наиболее точные значения коэффициента фильтрации получают с помощью полевых методов, позволяющих определить коэффициент фильтрации в условиях строительных площадок. Это обеспечивает более достоверные результаты, так как не нарушаются структурно-текстурные особенности грунтов и их природное залегание.
Этапы работы:
1. При наличии двух наблюдательных скважин коэффициент фильтрации рассчитываем по формулам Дюпюи для участков: «центральная скважина – наблюдательная скважина №1», «центральная скважина – наблюдательная скважина №2», «наблюдательная скважина №1 – наблюдательная скважина №2».
2. Для участка «центральная скважина – наблюдательная скважина №1»:
Кф1=0,73Q 
,
где Q – дебит скважины, м3/сут;
х1 – расстояние наблюдательной скважины №1 от центральной скважины, м;
r – радиус центральной скважины, м;
Н – мощность водоносного пласта, м;
S – понижение уровня воды в центральной скважине, м;
S1 – понижение уровня воды в наблюдательной скважине №1, м.
3. Для участка «центральная скважина – наблюдательная скважина №2»:
Кф2=0,73Q 
,
где х2 – расстояние наблюдательной скважины №2 от центральной скважины, м; S2 – понижение уровня воды в наблюдательной скважине №2, м.
4. Для участка «наблюдательная скважина №1 – наблюдательная скважина №2»:
Кф 3 = 0,73 Q 
.
5. Вычисляем среднее значение коэффициента фильтрации:
Кфср=(Кф 1 +Кф 2 +Кф 3 )/ 3
6. Вычерчиваем расчетную схему на миллиметровке, на которой показывают статический уровень воды, мощность водоносного пласта, водоупор, расстояние до наблюдательных скважин и понижение уровня воды в скважинах. Вертикальный масштаб рекомендуется принимать 1:100 или 1:200, горизонтальный 1:500 либо 1:1000. Схему помещаем после условия задачи.
2.3. Расчет двустороннего притока грунтовых вод к совершенной канаве (Приложение 5)
Исходные данные: воднофизические свойства грунтов, технические параметры дренажной канавы (выдается преподавателем).
Требуется определить: приток воды с двух сторон к совершенной дренажной канаве в безнапорном водоносном горизонте.
Этапы работы:
1. Приток воды к дренажной канаве с двух сторон Q определяем по формуле:
Q=KфL 
,
где Кф – коэффициент фильтрации водовмещающей породы, м/сут;
L – длина дренажной канавы, м;
Н – мощность водоносного пласта, м;
h – высота воды в канаве во время откачки, м;
R – радиус депрессии, м.
2. Мощность водоносного пласта Н определяем как разность между абсолютной отметкой статического уровня воды и абсолютной отметкой водоупора.
3. Абсолютную отметку статического уровня воды вычисляем как разность абсолютной отметки поверхности земли и глубины залегания уровня грунтовой воды Z.
4. Радиус депрессии R вычисляем по формуле И.П. Кусакина:
R = 2∙ S 
,
где S – понижение уровня воды в канаве, равное разности между абсолютными отметками статического и динамического уровней воды.
5. Высоту воды в канаве во время откачки h вычисляют по формуле
h=H – S.
6. Вычерчиваем расчётную схему.
1.
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4. Построение карты гидроизогипс (Приложение 6)
Исходные данные: план расположения сети наблюдательных скважин, абсолютные отметки их устьев и глубины залегания грунтовых вод (выдается преподавателем).
Требуется: построить карту гидроизогипс сечением через 1 м. Показать направление движения грунтовых вод. Определить гидравлический уклон i между двумя точками. Скважины расположены по сетке 50x50 м.
Гидроизогипсами называют линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными отметками уровня грунтовых вод. Они отражают рельеф зеркала грунтовых вод.
Карту гидроизогипс строят по результатам единовременных замеров уровней грунтовых вод в скважинах, расположенных, как правило, по сетке Абсолютные отметки уровня грунтовых вод в каждой скважине определяют по разности между абсолютной отметкой поверхности земли (устье скважины) и глубиной залегания грунтовой воды от поверхности земли.
Ход работы:
1. Сетку вычерчиваем в масштабе 1:1000, указывая в углах квадратов скважины кружками диаметром 2–3 мм. В первом ряду сетки располагаем скважины 1, 2, 3, во втором – 4, 5, 6, в третьем – 7, 8, 9.
2. Слева от скважины показываем её номер – в числителе, а в знаменателе – абсолютную отметку уровня грунтовой воды. Справа от скважины в числителе записываем абсолютную отметку устья скважины, в знаменателе – глубину залегания уровня грунтовой воды в этой скважине.
3. Путем интерполяции между абсолютными отметками уровня грунтовых вод находим точки с абсолютными отметками, равными целому числу. Интерполяцию выполняем для всех сторон четырех квадратов, составляющих сетку скважин. Интерполяцию можно выполнять арифметическим методом либо с помощью палетки.
4. Точки с одинаковыми отметками уровня грунтовых вод соединяем плавными линиями (гидроизогипсами). Цифры, соответствующие некоторым отметкам уровня грунтовых вод (не менее 4–7 на всю карту), проставляем в разрывах гидроизогипс.
5. Направление движения грунтовых вод показываем короткими стрелками, располагаемыми перпендикулярно к гидроизогипсам и направленными в сторону понижения отметок уровня грунтовых вод.
6. Гидравлический уклон i определяем между любыми двумя точками (либо между двумя скважинами) как частное от деления превышения уровня воды в этих точках на расстояние между ними.
Заключение
Значение инженерно-геологических изысканий при строительстве зданий, а уж тем более уникальных сооружение, недооценить сложно. Уж слишком велика роль исследований в городском строительстве и строительстве различных инженерных сооружений.
Да и при строительстве железных и шоссейных дорог методы инженерной геологии позволяют выбрать правильное расположение сооружения, обеспечивают нужное направление при прокладке туннелей, строительстве мостов и путепроводов.
При строительстве специальных сооружений и высотных зданий геологические измерения проводятся с начала и до конца работ по их сооружению, а именно: они предшествуют проектированию, участвуют в изысканиях на местности при выборе площадки под строительство, а по завершении строительства фиксируют осадки и деформации грунта.
Получается, что без знания геологии в совершенстве никто называть себя строителем не может. Конечно, этот предмет требует, прежде всего, понимание всего процесса измерений. Нельзя просто взять и заучить алгоритм. Я весь процесс понял от начала до конца, что и доказывает моя курсовая работа. Да и вообще, при изучении предмета, во многом, мной руководило желание понять этот предмет ещё и потому, что предмет это один из самых древних. Ещё шумеры и египтяне при строительстве различных сооружений и, в частности, пирамид, прокладке оросительных каналов и дорог использовали знание геологии. Чем же хуже современный инженер!?
Приложения
Литература
1. Ананьев В.П. Инженерная геология: Учеб. для строит. спец. вузов/В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 511 с.
2. Чернышев С.Н., Чумаченко А.Н., Ревелис И.Л. Задачи и упражнения по инженерной геологии: Учебное пособие. –2-е изд., испр. и доп.– М.: Высш. шк., 2001.– 254 с.
3. Бондарик Г.К., Ярг Л.А. Инженерно-геологические изыскания. - М.: Уни
верситет, 2007.
4. СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. - М., ГОС
СТРОЙ России, 1997.
5. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания. Ч. 1. Общие правила
производства работ. М., ГОССТРОЙ России, 1997.