Гранулометричний склад порід
Таблиця 3.1
| Вміст фракцій в звичайній формі виразу | Вміст фракцій за їх сукупністю | ||
| Діаметр частинок, мм | Вміст, % | Найбільший діаметр частинок в сумі фракцій, мм | Сумарний відсоток |
2. Для визначення ефективного діаметру d10 будується сумарна крива гранулометричного складу у напівлогарифмічному масштабі (за даними 3-го та 4-го стовпчика табл. 3.2).
3. Для побудови кривої механічного складу породи у напівлогарифмічному масштабі по вісі абсцис відкладаються не розміри часток, а їх логарифми у мікронах. По вісі ординат відкладається сумарний відсотковий вміст фракції.
4. На початку координат зазвичай ставиться логарифм одиниці (тобто логарифм частки діаметром мікрон або ж 0, 01 мм), рівний нулю, і далі відповідно відкладаються значення 1, 2, 3, що відповідає розмірам часток 100, 1000 та 10000 мікронів (або ж 0,1; 1 та 10 мм). Логарифм для проміжних розмірів часток знаходять за їх логарифмічними даними.
5. Побудова кривих механічного складу у напівлогарифмічному масштабі зручно у тому відношенні, що дозволяє без значного здовження кривої по вісі абсцис наносити на неї достатньо точно вміст мілких фракцій.
6. Діючий діаметр визначається графічно за сумарною кривою (рис. 3.2). Відбувається це наступним чином: з точки на вісі ординат, яка відповідає 10%, проводять лінію паралельно вісі абсцис до перетину з кривою. З отриманої на кривій точці опускають перпендикуляр на вісь абсцис. Розмір часток, який відповідає точці перетину перпендикуляру з віссю абсцис і буде діючим, або ефективним діаметром зерен ґрунту [7]. Для визначення діаметру часток у міліметрах скористатися або:
1) таблицею значень функції 10х (десяткові антилогарифми), що знаходиться у таблицях Брадіса, або
2) використати формулу:
Наприклад:
Приклад розрахунку.
Визначити коефіцієнт фільтрації пухких порід за даними гранулометричного аналізу (С = 900, t = 12) з застосуванням формули Хазена.
Гранулометричний склад порід (вихідні дані)
Таблиця 3.2
| Фракція | < 0,01 | 0,05 – 0,01 | 0,1 – 0,05 | 0,5 – 0,1 | 1 – 0,5 | 2 – 1 | 5 – 2 | 7 – 5 | 10 – 7 |
| Вміст фракції |
Гранулометричний склад порід
Таблиця 3.3
| Вміст фракцій в звичайній формі виразу | Вміст фракцій за їх сукупністю | ||
| Діаметр частинок, мм | Вміст, % | Найбільший діаметр частинок у сумі фракцій, мм | Сумарний відсоток |
| <0,01 | 0,01 | ||
| 0,05 – 0,01 | 0,05 | ||
| 0,1 – 0,05 | 0,1 | ||
| 0,5 – 0,1 | 0,5 | ||
| 1 – 0,5 | |||
| 2 – 1 | |||
| 5 – 2 | |||
| 7 – 5 | |||
| 10 – 7 |
 |
| Рис. 3.2. Приклад сумарної кривої гранулометричного складу породи у логарифмічному масштабі. |
d10 = 0,11 мм;d60 = 0,365
, що дозволяє використовувати формулу Хазена для визначення коефіцієнту фільтрації.
м/добу.
Відповідь: К = 11,54 м/добу.
Дані для визначення коефіцієнту фільтрації
Таблиця 3.7
| Варіант | ||||||||||||||
| С | ||||||||||||||
| t | ||||||||||||||
| Фракція, мм | Вміст фракції, % | |||||||||||||
| 10-7 | ||||||||||||||
| 7-5 | ||||||||||||||
| 5-2 | ||||||||||||||
| 2-1 | ||||||||||||||
| 1-0,5 | ||||||||||||||
| 0,5-0,1 | ||||||||||||||
| 0,1-0,05 | ||||||||||||||
| 0,05-0,01 | ||||||||||||||
| <0,01 | ||||||||||||||
Практична робота № 4
Тема: “Побудова карти гідроізогіпс”
Мета: ознайомитися із основними закономірностями поширення ґрунтових вод за допомогою побудови карти гідроізогіпс.
Ґрунтовими (безнапірними) називаються підземні води, які залягають на першому від поверхні землі досить витриманому по площі водотривкому шарі і утворюють постійно існуючий водоносний горизонт.
Ґрунтові води поширені на планеті майже повсюдно переважно у відкладеннях четвертного віку. Вони характеризуються наступними особливостями:
– область живлення, як правило, співпадає з областю розповсюдження;
– основними джерелами живлення с атмосферні, поверхневі і конденсаційні води;
– ґрунтові води мають тісний гідравлічний зв'язок з поверхневими водами і водоймами;
– режим ґрунтових вод залежить від фізико-географічних чинників та умов живлення і розвантаження, тому відбувається сезонне коливання їх рівня, дебіту і хімічного складу.
Ґрунтові води рухаються за рахунок перепаду рівнів їх поверхні в різних точках (пунктах) даної території, причому форма поверхні (дзеркала) ґрунтових вод визначається водопроникністю порід і потужністю водоносного пласта. Для вивчення впливу ґрунтових вод на умови експлуатації різних інженерних споруд зазвичай складаються карти їх поверхні (дзеркала ґрунтових вод) - карти гідроізогіпс. Гідроізогіпси - лінії, які з'єднують точки з однаковими відмітками рівнів води. Карта гідроізогіпс будується на основі лише одночасних вимірювань рівнів води у всіх гачках спостережень.
За картою гідроізогіпс можна судити про режим, характер залягання і руху ґрунтових вод на території, що вивчається. За нею розв'язують важливі практичні завдання: проектування водопостачання на базі ресурсів ґрунтових вод, розробка способів і систем осушення району родовища або підтоплених територій, вибір майданчиків для будови інженерних споруд.
Карти гідроізогіпс будуються на топографічному плані (рис. 4.4), на якому нанесені розвідувальні гірські виробки (водопункти) з вказаними абсолютними їх рівнями. У якості водопунктів використовуються свердловини, шурфи, колодязі, джерела і водомірні пости на річках. В цих водопунктах глибина залягання поверхні ґрунтових вод визначається безпосереднім вимірюванням її спеціальними приладам. Відомо, що рівень ґрунтових вод постійно змінюється під впливом різних природних і штучних факторів. Тому карти гідроізогіпс складаються тільки за результатами одночасних або близьких за часом (один-два дня) вимірів глибин залягання підземних вод. Карти гідроізогіпс складаються в різних масштабах (від 1:5 000 до 1:200 000) залежно від стадії гідрогеологічних досліджень і характеру рішення поставлених інженерних задач. Перетин гідроізогіпс вибирається на підставі прийнятого масштабу карти, густини розвідувальних гірських виробок в районі досліджень, спостереженнями за рівнями ґрунтових вод, нахилу їх поверхні. Зазвичай приймаються перетини 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 м.
Умови живлення і розвантаження ґрунтових вод. Ділянки замкнених гідроізогіпс із високими відмітками свідчать про вододіли ґрунтових вод, де умови живлення є найбільш сприятливими. Ділянки з нульовою глибиною (hr = 0) вказують на ділянки виходу підземних вод на поверхню землі [4].
Хід роботи
1) Визначити абсолютні відмітки поверхні ґрунтових вод для кожного водопункту:
НҐ = НЗ-hҐ (4.1)
2) Скласти таблицю для побудови карти гідроізогіпс. Для цього з табл.4.2 виписати номер водопункту, абсолютні відмітки поверхні землі для кожного водопункту (другий стовпчик) і глибину залягання ґрунтових вод (третій стовпчик) цих же об’єктів із відповідними ізогіпсами поверхні землі або гідроізогіпсами, що проходять відповідну відмітку при інтерполяції їх згідно масштабу. До четвертого стовпчику занести отримані значення (ф-ла 4.1) абсолютної відмітки рівня ґрунтових вод (див. табл. 4.1).