Назначение и порядок расчета коэффициента фильтрации грунта

В гидрогеологии используется понятие проницаемости почвы, означающее способность почвы пропускать через себя воду и другие жидкости. Это явление в основном связано с фильтрацией воды в почве. В этом случае коэффициент фильтрации грунта показывает числовое значение проницаемости.

Определение и назначение коэффициента фильтрации

Коэффициент обозначается аббревиатурой Kf и показывает скорость потока воды в почве. Так, например, Kf песка будет равна скорости движения жидкости внутри песчаного грунта до напора, равного единице. Этот параметр измеряется в метрах в сутки.

[зеленый] Важно, что K10 часто используется для расчетов. Это параметр фильтрации при температуре воды 10 градусов Цельсия. [/ Зеленый]

Kf используется для определения прочности грунта при устройстве песочного дренажа на участках дорожного строительства и строительства аэропортов. Устройство дренажных слоев возможно только при колебаниях коэффициента в пределах 1-2 метров в сутки. Также учитывается скорость фильтрации.

Работа с коэффициентом и его практическое применение должны осуществляться с учетом ГОСТов. Так, например, используемые методы описаны в документе под номером 25584-2016.

Методы определения коэффициента

На практике существует три основных метода расчета Kf почвы: лабораторный, полевой и математический. [/ block] Первый выполняется по ГОСТу с номером 25584-2016, второй по ГОСТ 23278-2014.

В лабораторных условиях

ГОСТ 25584-2016 предусматривает следующий метод определения:

Измерьте температуру воды;

Поднимите баллон с землей и залейте корпус водой до краев;

Наполните стеклянную бутылку водой, закройте ее пальцем и выведите на стационарный режим фильтрации (главный признак — равномерное появление пузырьков);

Подождите, пока вода не достигнет целого числа на шкале;

Включите секундомер, и ранее отмеченное целочисленное значение принимается за отправную точку для фильтрации;

Подождите, пока уровень воды упадет до следующего целого числа;

Отключить секундомер;

Запишите время, затраченное на фильтрацию, а также объем воды, использованной для фильтрации;

Запишите градиент давления;

Повторите для градиента 0,4, а также для других значений.

После проведения всех лабораторных испытаний коэффициент рассчитывается по следующей формуле:

= ν / i,

где v и I — координаты любой точки на графике зависимости от скорости фильтрации грунта.

В поле

Согласно ГОСТ 23278-2014 на грунты, для определения коэффициента фильтрации грунтов в поле с использованием котлована необходимо придерживаться следующего алгоритма:

Заполните инфильтрометр водой высотой от 10 до 20 сантиметров;

Не прерывайте подачу воды, чтобы уровень оставался одинаковым как во внутреннем, так и во внешнем кольце;

Измерьте расход и уровень наполнения;

Пробурить скважины после завершения загрузки. Далее будет отправлен образец для определения влажности.

Во время эксперимента важно вести журнал тестирования. [/ блокировать]

Также вы можете использовать экспериментальный метод откачки, который состоит из следующего:

Перед началом эксперимента измерьте уровень воды в колодце;

Измеряйте уровень на протяжении всего эксперимента, а также при подъеме, откачке, наполнении;

Измерьте уровень воды в баках;

Исправить гидрометеорологическую обстановку;

Постройте график изменения давления.

На основании полученных данных проводятся расчеты, делается вывод о коэффициенте и типе грунта.

Метод расчета

Для реализации математического метода используется закон Дарси, который способен описывать течение жидкости в грунтах (ламинарный режим). Формула выглядит так:

v = k * степень I,

где v — скорость фильтрации, измеряемая в сантиметрах в сутки, k — коэффициент фильтрации почвы, измеряемый в сантиметрах в сутки, а gradI — градиент давления.

Градиент определяется по следующей формуле:

gradI = ч / л,

где h — перепад давления, l — длина фильтрации.

Классификация почв по водопроницаемости

Числовые значения коэффициента водопроницаемости позволяют определить тип грунта по коэффициенту водопроницаемости. Классифицируются следующие разновидности:

• Водонепроницаемый. Почвы этого типа имеют Kf ниже 0,005;
• Плохо водопроницаем. CF этого типа выше предыдущего, но не принимает значения выше 0,3;
• Водонепроницаемый. Коэффициент находится в пределах 0,3-3,0 метра в сутки;
• Высокая водопроницаемость. Эти почвы могут достигать значений от 3 м / сутки до 30 м / сутки;
• Очень хорошо водопроницаем. Земля этого типа имеет Kf более 30 метров в сутки.

Средние коэффициенты фильтрации для разных типов грунтов

Тип грунта напрямую влияет на числовое значение коэффициента фильтрации. В среднем каждый вид имеет свое числовое значение.