Способ определения фильтрационных характеристик анизотропных грунтов

Союз Советскнн

Социалистически к

Республик

И Е (ii 734538

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 18,11,77 (2! ) 2544735Я8-33 (51)М. Кл .

Cj 01 Й 15/00 с прнсоепнненнем заявки ¹вЂ”

Государственный комитет (23 ) П риоритет по делам нзооретений и открытий

Опубликовано 1 с, 05 80, Бктллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 18.05.80 (5З) ДК бг .. 131.374 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Силкин и А. Б. Буринов

Московский гидромелиоративный институт (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК АНИЗОТРОПН ЫХ ГРУНТОВ

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано в частности, для исследования фильтрационных свойств грунтов и для гидромелиоративного строительства.

Известен способ определения фильтра иионньтх характеристик анизотропньи грунтов, включакщий бурение скважин, про изводство откачек с последующим заметО ром понижения уровня воды в скважинах, расчет коэффициентов фильтрации и показателя анизотропности !1

Наиболее близким к изобретению тех ническим решением является способ опре-, деления фильтрационных характеристик анизотропных грунтов, включаютций бурение скважин, производство откачки с последУкецим. измерением уровня воды филь в. рационного, потока поступакецего через стенки и дно скважины (2)

Однако у известного способа низкая точность определения фильтрационных ха рактеристик,, обусловленная различной

2 питологией массива, значительная трудоемкость из-за необходимости создания наблюдательных скважин;

Uemь изобретения — повышение точносви измерений и снижение трудоемкости.

Поставленная п,ель достигается тем, что предлагаемым способом определения фильтрационных характеристик анттзотротзных грунтов, включающим бурение скважин, производство откачки воды из нее с последуюшим измерением уровня фильтрационного потока, дополнительно осушествляют откачку воды из этой же скважины с последуюш;им измерением уров» ня воды фильтра ионного потока, поступакецего через дно скважины, а затем определяют показатель анизс гропности

Л по формуле.

a,-,+ = л(В " "- л1, (и1 где Ю 0,436 - для скважин с полу сферическим дноьг, а 0,685 - для скважин с лооким дном!, 734538 ф

v v

Определение показателя анизотропнос-. ти ведется по расчетной формуле (1), которую получают следующим образом.

В случае анизотропного массива, т.е, х

К 4 К путем преобразования координат

Х =ЛХ 71= 2 > (2) реальный анизотропный грунт в новых координатах мы будем рассматривать

10 КВК фиктивный изотропный грунт, ддя которого справедливо уравнение Лапласа: эЬ а Ь (3) — - — = 01 д) э7 с коэффициентом ильтрации равныьп

15 к;- к„к ., (<3 для такого грунта при определении козффициента фильтрации методом Восста1 новления уровня воды в скважине, работак цей дном и стенками, справедлива формула:

H глубина скважины под уров иФэм тщнтовых Водт ра;1иус скважиньц ф Ч вЂ” тангенс угла наклона кривой восстяновления уровня волы в скважине при поступлении фильтрационного топока через дно скважины;

4g М то же, через стенку и дно скважины;

- показатель анизотропности

На ф иъ 1, 2 представлены схемы усч . ройств, с помошью которых реализуется предлагаемый способ, на фиг, 3 - диаграммы KpRBhlx восстановления уровня

ВОДЫ .Устройство содержит скважину 1 (без обсадной колонны, фиг.- 3j, насос 2 с трубными коммуникациями, регистрирующие приспособления 3, Обсадную колонну

4 (фиг. 2) 1,6Н

=g eq Kk 9g „Yq4.„(» а ддя скважины, работающей дном: а) о полусферическим дном

К = 1,45 г + Vg (6) б) с; плоским дном

К <,906 г ф Ч, (ба)

Переходя к реальному анизотропноМу грунту, при помснци соотношения (2) мы получим: х," — 9 — 9 х % (8) где 4 =1,16 - для скважины с полусферическим дном, о =1,80.6- для скважины с плоским дном.

Приравнивая правые части выражений (7) и (8) мы подучим исходное уравнение (1), содержащее одно неизвестное

)1 ., которое легко решается графичес» ким или аналитическим способами.

Горизонтальную составпятйцую к „моти но определить по формуле (7) и (8), вер тикальнутО из соотношения1 к =Х K i (e)

Изобретение позволяет за счет исключения наблюдательных скважин значительно снизить трудозатраты и продолжительность исследований по определению фильтрационных характеристик анизотропных грунтовых массивов.

Способ Осуществляется следупхцим об разо ма

В исследуемом массиве бурится скважина 1 радиусом г на итубину Н под уровень грумговых вод; После бурения скважины, когда уровень воды в скважи30 не сравняется с уровнем грунтовых вод, производят откачку воды из нее, и к мо менту ее окончания замеряют глубину о от уровня грунтовых вод до уровня воды в скважине, Посде окончания откач35 ки уровень воды в сквюкине начнет подни маться за счет притока воды через стен ки и дно скважины, В промежуток времени между началом и окончанием подъема

I воды в скважине через различные цроме 40 . жутки времени Ъ замеряют промежуточ ные уровни (хаубнны) воды и строят график Я =«ф (фиг. 3, зависимость 1).

Затем стенки згОй скважины делают водонепроницае мыми, например посадкой

45 в нее обсадной колонны 4 (фиг. 2), перекрывакцтей фильтрационный поток через ее стенки р и проводят исследования В той же последовательности с тюстроением графима восстановления уровня воды

50 ц — О=т (1) (фиг, 3, зависимость 2) при поступлении фильтранионного потока толь«о черед дно.

По результатам испьианий определяют тангенс угла наклона кривых Вос

Ф о р м у л а и з о б.р е т е н и я становления для скважины, работаквцей стенками и дном ф У, и лля етой же Способ определения фильтрационных скважины, работак цей только дном- рЧ характеристик анизотропных грунтов,,5 7 345

Вщпочакиций бурение скважины, производ ство откачки воды из нее с последуюшим измерением уровня фильтрационного потока, поступакщего через стенку и дноскважиныу 0 т JI и ч а юш и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости, до полнительно Осуществ46пот Откачку ВОды из етой же скважины с псследукицим измерением уровня воды фильтрационного 1р потока, поступакзцего через дно скважи1ны, а затем определюот показатель анизотропности Л по формуле: а — — =л(8Я вЂ” -Крл)

Н rgb@ Л,6Н е д 0,436 - для скважин с полРсферическим дном; и 0,685» для скважин с плоским

ДНОЩ

Н- глубина скважины под уровнем грунтовых вод;

1 радиус скважины;

tP

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Керкис Е, Е. Методы изучения фильтрационных свойств горных пород.

Л ю Недрами 197 5

2. Гавич И. К. Определение параме. ра анизотропного пласта поданным опытных работ и моделирования. "Труды координационного совицания по тчщротмяике .

Вып. 48, 1970 (прототип).

07

Д7 с0 Л

t ìèè, Закк 2156/48 Тираж .1019 Подпис ное

UHHHIIH 1Ъсударственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Риа. 3

Составитель В. Лату шкин

Редактор М, Марголис Техред .Ж. Кастепевич Корректор С. Шекмар