Б1.В.ОД.3 ГЕОЛОГИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям
Определение коэффициента фильтрации пород
по эмпирическим формулам
08.03.01 Строительство
(код и наименование направления подготовки, специальности)
Промышленное и гражданское строительство
(наименование профиля подготовки, специализации, направленности программы)
Уровень бакалавриата
(квалификация (степень) выпускника, уровень подготовки)
Очная, заочная
(форма обучения)
УФА 2015
УДК 631.4:55+551.49(075.8)
ББК 26.3+38.79
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета природопользования и строительства (протокол № 1 от 28 августа 2015 г.)
Составитель: ассистент Хайдаршина Э.Т.
Рецензент: к.э.н., доцент кафедры землеустройства Кутлияров А.Н.
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой природообустройства, строительства и гидравлики, к.с.-х.н., доцент Мустафин Р.Ф.
| ОГЛАВЛЕНИЕ | |
| 1 Условия применения эмпирических формул | |
| 2 Эмпирическая формула Хазена для расчета коэффициента фильтрации пород по гранулометрическому составу | |
| 3 Обработка результатов механического анализа грунта | |
| 4 Порядок выполнения работы | |
| БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК | |
| Приложение Варианты к заданию |
Условия применения эмпирических формул
Опытными работами установлена зависимость коэффициента фильтрации от механического состава породы (главным образом от размеров и количества мелких фракций), пористости ее, температуры воды.
Определение коэффициента фильтрации горных пород по гранулометрическому составу является самым дешевым и простым методом, дающим достаточно удовлетворительную характеристику водопроницаемости некоторых их разновидностей.
Эмпирические формулы чаще применяются при инженерно-гидрогеологических изысканиях для начальных стадий проектирования, когда необходимо дать общую гидрогеологическую характеристику значительной площади со сравнительной оценкой отдельных участков.
При детальных исследованиях этот способ является дополнительным и полевым методом. Его следует особенно широко применять при детальной разведке месторождений полезных ископаемых, источников водоснабжения, участков гидротехнического строительства, когда требуется определить водопроницаемость пород, залегающих на большой площади, детальное изучение, которого опытными откачками практически невозможно.
Известные эмпирические формулы основаны на использовании данных гранулометрического состава и пористости грунтов без учета структуры грунта и физико-химических процессов, происходящих в грунте при фильтрации воды через него, поэтому они могут применяться лишь для песчаных грунтов. Использование этих формул для определения водопроницаемости связных суглинистых грунтов, так же для гравелистых и галечниковых пород, не может быть рекомендовано.
Эмпирическая формула Хазена для расчета коэффициента фильтрации пород по гранулометрическому составу
Коэффициент фильтрации определяется по формуле
где С – эмпирический коэффициент, зависящий от степени однородности и отчасти пористости грунта: для чистых и однородных песков С равно 1200, для неоднородных и плотно сложенных С равно 400, для песков средней однородности и плотности С – около 800;
- действующий диаметр, мм;
t – температура фильтрующейся воды, град.
Сотрудниками опытно-исследовательского института водного хозяйства предложено вычислять С по таблице 1 в зависимости от процентного содержания частиц размерами 0-0,05 мм, 0-0,01 мм и 0,01-0,05 мм.
Таблица 1 Зависимость величины С от размеров частиц пород
| Размеры частиц, мм | С | ||
| 0,05-0,01 | 0,01-0 | 0,05-0 | |
| Содержание фракций, % | |||
| 0,2 | 0,2 | 0,5 | |
| 0,5 | 0,5 | 1,5 | |
| 1,0 | 1,0 | 3,0 | |
| 2,0 | 2,0 | 5,0 | |
| 3,5 | 3,0 | 7,0 | |
| 4,0 | 4,0 | 9,0 |
Действующим диаметром называется такой диаметр частиц в миллиметрах, меньше которого в грунте содержится 10% общей массы грунта. Иначе говоря, равен диаметру отверстия сито, пропускающего 10 % массы грунта.
Формула Газена применима только для песок с d от 0,1 до 3 мм и при коэффициенте однородности 
меньше 5. Коэффициентом однородности называется отношение размера зерна 
, меньше которого в грунте содержится 60 %, к величине 
. Величины и берутся по кривой гранулометрического состава грунта, вычерчиваемой в виде плавной линии в простом или логарифмическом масштабе.
Наибольшее влияние на величину «С» оказывает пористость грунта, в связи с чем О.К. Ланге предлагает определять этот коэффициент по следующей формуле
С=400+40·(n-nmin),
где n – естественная пористость песка, %:
nmin – теоретическая минимальная пористость песка, равная 26,2 %
Например, если пористость песка в естественном состоянии равна 36 %, то С=400+40·(36-26) = 800.