- •Збірник методичних вказівок
- •Гідрогеологія
- •Збірник методичних вказівок
- •Гідрогеологія
- •2. За графіком визначають діаметри часток, що відповідають 10% і 60 % - ному утриманню суми всіх часток - d10 . 13
- •3 Лабораторна робота №2 15
- •Передмова
- •1 Правила техніки безпеки та охорони праці, які необхідні при проведенні лабораторних робіт
- •I. Перед початком роботи
- •II. Під час роботи
- •III. Після закінчення роботи
- •IV. Слід пам'ятати
- •2 Лабораторна робота №1 Визначення гранулометричного складу гірських порід .
- •2.1 Ситовий метод.
- •2.2 Седиментаційний або метод а.Н.Сабаніна (метод взмучування).
- •Порядок виконання аналізу методом а.Н.Сабаніна.
- •Характер кривих показує ступінь однорідності часток, з яких складается порода. Так, наприклад, якщо крива крута, то порода однорідна, якщо - полога, то порода неоднорідна.
- •2. За графіком визначають діаметри часток, що відповідають 10% і 60 % - ному утриманню суми всіх часток - d10 .
- •Таблиця 2.2 - Загальна класифікація порід за гранулометричним складом
- •Таблиця 2.3 - Найменування породи в залежності від утримання дрібних часток.
- •Контроліруючі питання
- •3 Лабораторна робота №2 Визначення фізичних властивостей гірських порід.
- •3.1 Метод насичення.
- •3.2 Визначення щільності пікнометричним способом.
- •Контроліруючі питання
- •4 Лабораторна робота 3 Визначення коефіцієнта фільтрації гірських порід в трубці спецгЕо.
- •Контроліруючі питання
- •5 Лабораторна робота №4 Розрахунок коефіцієнта фільтрації за емпіричними формулами.
- •Контроліруючі питання
- •Література:
- •Збірник методичних вказівок
- •Гідрогеологія
- •65016, Одеса, Львівська, 15
Контроліруючі питання
1. Дати визначення основних фізичних властивостей гірських порід.
2. Формули для обчислення фізичних властивостей гірських порід.
3. Суть методу насичення, його переваги і недоліки.
4. Дати характеристику пікнометричному методу, його переваги і недоліки.
5. Порівняльна характеристика параметрів визначених методом насичення і пікнометричним методом.
Порядок оформлення роботи та представлення до захисту
Робота оформляється на стандартних аркушах паперу в рукописному або друкованому варіанті з зазначенням:
найменування лабораторної роботи,
схеми лабораторної установки,
таблиці результатів експериментів,
аналізу результатів експериментів та необхідні розрахунки,
висновки по підсумках роботи.
Робота представляється до захисту на наступне заняття після її виконання. Студент повинен відповісти на контролюючі питання. Робота оцінюється максимально в 10 балів.
4 Лабораторна робота 3 Визначення коефіцієнта фільтрації гірських порід в трубці спецгЕо.
Мета роботи:
студенти повинні оволодіти наступними вміннями:
визначати коефіцієнт фільтрації лабораторними методами;
навчитися розраховувати коефіцієнт фільтрації для різних температур;
виявляти залежність коефіцієнта фільтрації від температури
Завдання на підготовку до лабораторної роботи
Коефіцієнт фільтрації є показником водопроникності гірської породи, тобто показником спроможності породи пропускати через себе воду.
Швидкість фільтрації за формулою Дарсі визначають так:
(4.1)
де : - коефіцієнт фільтрації;- гідравлічний градіент.
Отже, коефіцієнт фільтрації - це швидкість фільтрації за умови, що гідравлічний градієнт дорівнює одиниці.
Коефіцієнт фільтрації виражається в метрах за добу, в метрах за рік і т.д.
Коефіцієнт фільтрації може бути визначений лабораторними і польовими методами, а також розрахований за емпіричними формулами.
Суть визначення коефіцієнта фільтрації в лабораторних і польових умовах слідуюча:
Витрата фільтрації визначається за формулою:
(4.2)
де: площа поперечного перетину приладу, за допомогою якого визначають коефіцієнт фільтрації;
v - швидкість фильтрації;
I - гідравлічний градіент
З формули (4.2) коефіцієнт фільтрації дорівнює:
(4.3)
Тобто, коефіцієнт фільтрації є швидкість фільтрації води в грунтах при гідравлічному градієнті I, рівному одиниці, і має розмірність см/с і м /добу (1 см/с = 1,2 · 10-3 м / добу).
Трубка СПЕЦГЕо, сконструйована Є.В.Симоновим, призначена для лабораторного визначення коефіцієнта фільтрації піщаних і глинистих гірських порід.
Рис.4.1-Трубка СПЕЦГЕо
Трубка СПЕЦГЕо являє собою порожнистий циліндр із ріжучими краями - 4, що наповняюється породою - 6.
На нижній кінець циліндра надіваєтся сітчасте дно - 5, на верхній кінець укладається латунна сітка - 2 і надіваєтся кришка - 3 з гумовими прокладками, яки утримують мірну скляну судину - 1 для виміру фільтруючої кількості води і підтримки постійного напору при фільтрації.
Тому при визначенні трубкою СПЕЦГЕо гідравлічний градієнт приймають одиницю, тоді:
=(4.4)
Необхідне устаткування:
Трубка СПЕЦГЕо.
Судина з водою.
Водяний термометр.
Секундомір.
Порядок виконання роботи
1. Циліндр наповнюють породою, злегка його утрамбовують постукуванням. Трубку СПЕЦГео ставлять у судину з водою, щоб порода увібрала воду. Це можна визначити по кольору породи, що змінився, у верхньому торці трубки. Після цього воду із судини зливають. На породу поміщають латунну сітку і надівають кришку.
2. Заповнюють скляну мірну судину водою, перед цим вимірявши її температуру. Затискають отвір судини великим пальцем і, швидко запрокинувши його, вставляють у кришку фільтраційної трубки так, щоб його шийка стикалася з латунною сіткою.
У такому виді мірний циліндр автоматично підтримує над породою постійний рівень води 1 - 2 мм. Як тільки рівень, внаслідок просочування води через гірську породу, знижується, в мірний циліндр потрапляє бульбашка повітря і витискує звідти відповідну кількість води. Цим досягається сталість напірного градієнту .
Якщо в мірний циліндр потрапляють значна кількість бульбашок повітря, то це свідчить про те, що шийка циліндра не торкається латунної сітки і занадто високо знаходиться від поверхні породи.
У цьому випадку необхідно опустити циліндр глибше і домогтися, щоб у мірний циліндр рівномірно піднімалися дрібні бульбашки повітря.
Оскільки прошарок води над породою дуже малий, гідравлічний градіент приймається рівним одиниці.
3. На шкалі визначають рівень у мірному циліндрі , включають секундомір і через визначений час рівний (4060 с) помічають другий рівеньу мірному циліндрі, що дає можливість визначити витрату води
, (4.5)
що профільтрувалась за час .
4. Для одержання середнього коефіцієнта фільтрації повторюють виміри витрати води при різних положеннях рівня води в мірному циліндрі за час із (8-10 значень).
Отримані дані вимірів і обчислень заносять у таблицю 4.1.
Таблиця 4.1 - Визначення коефіцієнта фільтрації трубкою СПЕЦГЕо.
№ |
, с |
см3 |
см3
|
- см3
|
см3/с |
см2 |
|
см3/с |
5. Середнє значення виразити в м/добу.
Порядок обробки результатів експериментів та здійснення висновків
Коефіцієнт фільтрації для конкретної породи залежить від в’язкості води, яка визначаеться температурою і солоністю.
Для прісних підземних вод вплив в’язкості на коефіцієнт фільтрації враховується введенням температурної поправки :
= 0,7 + 0,03(4.5)
де : -температура води, 0С.
Температурна поправка розрахована для коефіцієнта фільтрації при температурі 10 градусів.
Отже,
(4.6)
де: - коефіцієнт розрахований для температури дослідження;
- для температури 100С;
- температурна поправка, розрахована при tек.
1. Для порівняння коефіцієнтів фільтрації різних гірських порід, їх прийнято призводити до температури 200, 100, і 00С.
Значення К0, К10, К20 визначають за формулою (4.6).
2. По коефіцієнтам фільтрації, які отримали, будують графік залежності для температур: 00,100, 200 и t0ек.