- •Одеський гідрометеорологічний інститут
- •З курсу “гідрогеологія” (Физико - механічні властивості гірських порід) для студентів 3 курсу
- •Одеський гідрометеорологічний інститут
- •Завдання №1 Визначення гранулометричного складу гірських порід .
- •Ситовий метод.
- •Седиментаційний або метод а.Н.Сабаніна (метод взмучування).
- •Мал.1 Прилад а.Н.Сабаніна 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.
- •Таблиця 2 Загальна класифікація порід за гранулометричним складом
- •Таблиця 3
- •Завдання 2 Визначення фізичних властивостей гірських порід.
- •II. Визначення щільності пікнометричним способом.
- •Завдання 3 Визначення коефіцієнта фільтрації гірських порід в трубці спецгЕо.
- •Завдання 4 Розрахунок коефіцієнта фільтрації за емпіричними формулами.
- •1. Формула Хазена:
- •2. Формула Сліхтера
- •3. Формула Крюгера.
- •Формула Замаріна.
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 (de) - називається ефективним або діючим діаметром - максимальний діаметр часток, що складає 10% від терези породи.
3. За кривими гранулометричного складу визначають коефіцієнт неоднорідності.
Коефіцієнт неоднорідності являє собою розмір відношення :
kн=d60/d10 (3)
де: kн -коефіцієнт неоднорідності; d10 –діючий або ефективний діаметр, мм
d60- контролюючий діаметр, мм
Діючим діаметром користуються при визначенні коефіцієнта фільтрації піщаних грунтів по емпіричних формулах.
4.Гранулометрична крива дає можливість визначити найменування досліджуваної породи з таблиць А.В.Приклонського (табл.2 і табл.3)
Таблиця 2 Загальна класифікація порід за гранулометричним складом
-
Фракція
Розмір часток, мм
Глинисті частки
<0,006
Пилуваті частки
0,006-0,05
Піщані частки
0,05-2,0
Гравій
2,0-20
Галька
20-200
Валуни
>200
Якщо переважають піщані частки, найменування порід визначається за процентним вмістем часток з діаметром d< 0,01 мм (табл. 3)
Таблиця 3
Найменування породи в залежності від утримання дрібних часток.
-
Найменування породи
Процентний уміст часток
d< 0,01 мм, %
Пісок
<5
Глинистий пісок
5-10
Супесь
10-20
Суглинок
20-50
Глина
>50
Порядок виконання роботи:
За результатами поділу гірської породи на фракції, побудувати гранулометричну криву в нормальному і напівлогарифмічному масштабі.
По графіку визначити:
а) кн=d60/d10
б) найменування досліджуваної гірської породи.
Завдання 2 Визначення фізичних властивостей гірських порід.
В гідрогеології велике значення мають ті властивості гірських порід, які визначають їх ємкість і проникність стосовно підземних вод.
Основними показниками, що характеризують фізичні властивості і природний стан пухких гірських порід тів, є: густина, об'ємна маса (об'ємна вага),пористість.
Об'ємна маса (D) - це відношення маси сухою породи (q) до об’єму породи (V),г/см3
(1)
Густиною ()називається відношення маси сухого зразка ()до об’єму твердих часток без пор ()
(2)
Пористість або коефіцієнт пористості() - це відношення об’єму пор до загального об’єму породи (V) :
(3)
Пористість може виражатися в частках одиниці або у відсотках:
*100% (4)
Пористість, виражена через об'ємну масу:
(5)
Коефіцієнт приведеної пористості () визначається за формулою :
(6)
Визначення пористості за формулою (4) провадиться методом насичення.
При цьому визначається також об'ємна маса і густина. Густина визначається приблизно, більш точне значення густини одержують пікнометричним способом.
I. Метод насичення.
Необхідне устаткування:
Технічні або електричні терези.
Два мірних циліндра.
Порядок виконання роботи.
Зважують пробу гірських порід 300-400 г.
2. Досліджувану породу невеличкими порціями насипають в окремий мірний циліндр. Насипання супроводжується легким постукуванням циліндра для ущільнення породи. Визначають об’єм гірської породи .
3. Породу насичують водою. Для цього використовують заздалегідь відмірені 100 - 150 см3 води .
Насичення водою провадиться повільно, вода подається невеличкими порціями (бажано з бюретки або сифона) по стінках циліндра. Це сприяє кращому видаленню повітря з проби гірської породи.
4. Фіксують об’єм ппороди насиченого і залитого водою .
5. об’єм пор визначають за формулою :
(7)
6. Пористість розраховується за формулою (3).
7. Об’єм скелета :
(8)
8.Густина породивизначають за формулою (2)
9.Об'ємну масу розраховують за формулою (1).
Розрахунки зручно проводити в табличній формі (табл.1)
Таблиця 1
Розрахунок пористості, об'ємної маси і густини методом насичення
Маса породи г |
об’єм породи , см3
|
Об'єм-на маса породи , г / см3 |
об’єм води , см3 |
об’єм породи і води , см3 |
об’єм пор см3 |
Пористість ,
|
об’єм скелета, см3 |
Густи-на , г/см3
|
9. Розраховують коефіцієнт приведеної пористості за формулою (6).
10. Визначають пористість за формулою (5).