Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ И ВОДООТДАЧИ ГРУНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ И ВОДООТДАЧИ ГРУНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ И ВОДООТДАЧИ ГРУНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в гидротехническом строительстве для исследования фильтрационных свойств грунта. Сущность: в скважину с зазором устанавливают цилиндрическую обойму, набранную из колец и имеющую глухое дно, на глубину ниже уровня грунтовых вод и определяют коэффициент фильтрации и водоотдачи по формулам. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012866
Класс(ы) патента: G01N15/08, E02D1/00
Номер заявки: 4952402/33
Дата подачи заявки: 28.06.1991
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Тверской политехнический институт
Автор(ы): Курума А.; Косов В.И.; Коновалов Е.А.
Патентообладатель(и): Косов Владимир Иванович
Описание изобретения: Изобретение относится к гидромелиоративному строительству для исследования фильтрационных свойств грунтов и может быть использовано для инженерно-геологических изысканий.
Известен способ определения фильтрационных характеристик грунтов, включающий бурение скважин, производство откачек с последующим замером подъема уровня воды в скважинах и расчет коэффициента фильтрации /1/.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ определения фильтрационных характеристик анизотропных грунтов, включающий бурение скважин, производство откачки воды из них с последующим измерением уровня фильтрационного потока. После дополнительно осуществляют откачку воды из этой же скважины с последующим измерением уровня воды фильтрационного потока, поступающего через стенку и дно скважин /2/.
Недостатками известных способов являются слабая теоретическая обоснованность, значительная трудоемкость и низкая точность из-за необходимости длительной для достижения стационарного режима откачки воды из скважины. Это приводит к увеличению времени проведения изысканий.
Цель изобретения - повышение надежности и точности определения.
Цель достигается тем, что в способе определения коэффициента фильтрации и водоотдачи грунта в полевых условиях, включающем бурение скважины, откачку воды из нее с последующим периодическим измерением расхода фильтрационного потока, согласно изобретению, перед откачкой воды в скважину с зазором устанавливают набранную из колец цилиндрическую обойму с глухим дном на глубину ниже уровня грунтовых вод, а искомые параметры рассчитываются по формулам
K = , (1)
μ = · · (2) где К - коэффициент фильтрации грунта; μ - коэффициент водоотдачи грунта; Q1Q2 - расход воды соответственно при времени измерения t1, t2; hср - средняя глубина потока за скважиной; So - понижение уровня воды в скважине; rо - радиус скважины.
На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - график зависимости расхода воды от времени Q= f(t).
Устройство содержит цилиндрическую обойму 1, набранную из колец и имеющую глухое дно 2, насос, уровнемер, например, рейку на поплавке 4.
Способ осуществляют следующим образом.
В исследуемом массиве пробуривается скважина 5 радиусом ro на глубину Нскв. до водоупора, фиксируется уровень грунтовых вод Нугв. В скважину ниже УГВ на глубину So опускается с зазором цилиндрическая емкость-обойма из колец высотой Нтр с глухим дном. После быстрой (мгновенной) откачки воды из цилиндра и скважины насосом осуществляется приток воды к скважине при So= const. Расход воды Qt определяются по скорости подъема уровня в цилиндре при отключенном насосе. При заполнении водой цилиндра снова включается насос. Периодически измеряется поток. Общая продолжительность откачки с измерениями Q может быть ограничена временем, когда приток в скважину уменьшится в 1,5-2 раза против начального. Наполнение водой цилиндрической обоймы 1 осуществляется через ее верхний край. К моменту окончания откачки уровень воды начинает подниматься за счет притока воды. В промежутке времени между началом и концом подъема воды в цилиндре различные промежутки времени t замеряют промежуточные уровни (глубины) воды h1, h2, h3, строят график Q= f(t).
По результатам испытаний определяется hср.
hcp= (3)
Hc= Hскв-Hупв (4)
После этого рассчитывают для каждого подъема h1, h2 , . . . , hn, расход Q1, Q2, . . . Qn по формуле
Qn= , где Qn - расход воды при hn; Wn - приращение объема воды в обойме при hnи tn.
Эти данные записываются в таблицу и затем по ним строится график Q= f(t) для нахождения t2 по известному Q2(Q2= Q1/2). Окончательно коэффициенты фильтрации и водоотдачи определяют по формулам (1) и (2).
Данный способ за счет поддержания напора постоянным, для чего служит обойма из колец, значительно повышает надежность и точность исследования и позволяет определять коэффициенты фильтрации и водоотдачи одновременно.
П р и м е р 1. Известны: ro= 0,069 м; hср= 0,66 м; So= 0,32 м; Hскв= 2,1 м; Нугв= 1,28 м; Нтр= 0,5 м.
По опытным данным строится график Q= f(t) и рассчитывают коэффициенты фильтрации и водоотдачи по формулам (1) и (2): Q1= 0,00538 м3/сут; t1 = 0,416 сут. ; Q2 = 0,0269 м3/сут; t2= 0,666 сут. ; α Q1/Q2= 2; К= 5,50 ˙10-3 м/сут; μ = 0,32.
П р и м е р 2. Определение Кф по (1):
Способ включает бурение скважины. По бокам скважины на расстоянии 0,5-1,0 м забивается рейка, являющаяся нулем наблюдения скважины; определяли уровень воды в скважине. Затем откачивали воду и делали повременной замер уровня воды. Затем рассчитывали коэффициент фильтрации по формуле:
K = lg, где К - коэффициент фильтрации; r - радиус скважины; d - диаметр скважины; H, Yo, Y - расстояния от начального уровня в скважине соответственно до ее дна, до начального уровня откачки, до переменного уровня в период восстановления; t - промежуток времени от начала опыта до момента измерения восстанавливающегося уровня в скважине Y.
По всем отсчетам t и Y вычисляли lg/Yo/Y/ и строили график связи lg/Yo/Y/= f(t).
По этому способу рассчитывали (определяли) коэффициент фильтрации.
Известны; d= 0,14 м; Yo= Hпосле откачки - Ндо откачки= 1,47 м˙K= 4,08 ˙10-3 м/сут.
Этот метод дает более низкую точность, чем способ изобретения, поскольку определение коэффициента фильтрации ведется при различных уровнях воды в скважине и в области, прилегающей к ней, что не учтено при теоретическом обосновании данного метода. (56) 1. Эркин Г. Д. Водопроницаемость болот. Тр. института болотного хозяйства, 1940.
2. Авторское свидетельство СССР N 734538, кл. G 01 N 15/08, 1977.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ И ВОДООТДАЧИ ГРУНТА В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ, включающий бурение скважины, откачку воды из нее с последующим периодическим измерением расхода фильтрационного потока и расчет по измеренным данным искомых характеристик, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности определения, перед откачкой воды в скважину с зазором устанавливают набранную из колец цилиндрическую обойму с глухим дном на глубину ниже уровня грунтовых вод, а искомые параметры рассчитывают по формулам
K= ;
μ= ,
где K - коэффициент фильтрации грунта;
μ - коэффициент водоотдачи грунта;
Q1, Q2 - расход воды соответственно при времени измерения t1, t2;
α= ;
hср - средняя глубина потока за скважиной;
S0 - понижение уровня воды в скважине;
r0 - радиус скважины.