Wstęp teoretyczny
Filtracja - zdolność gruntów do przepuszczania wody pod ciśnieniem przez sieć kanalików utworzonych z jego porów. Objętość wody przepływającej przez dany grunt jest wprost proporcjonalna do wskaźnika wodoprzepuszczalności gruntu, powierzchni przekroju przepływu, ciśnienia wody (różnicy poziomów) i czasu trwania przepływu, odwrotnie zaś proporcjonalna do grubości warstwy gruntu (długości drogi filtracji).
Objętość wody przepływającej przez dany grunt określa wzór Darcy'ego :
gdzie:
k- współczynnik filtracji w cm/s
t - czas przepływu w sekunacch
F- powierzchnia przekroju próbki prostopadła do kierunku przepływu, cm2,
l - długość drogi filtracji w centymetrach
- gradient hydrauliczny (bezwymiarowy).
Ze wzoru wynika ,że wodoprzepuszczalność badanego gruntu charakteryzuje współczynnik filtracji.
Współczynnik filtracji zależy głównie od uziarnienia , wielkości porów (zagęszczenia), temperatury wody lepkości) i składu mineralnego gruntu
Wskaźnik wodoprzepuszczalności wyznacza się laboratoryjnie za pomocą aparatu Wiłuna oraz można obliczyć go za pomocą wzorów empirycznych.
Budowa aparatu Wiłuna:
A - cylinder zewnętrzny,
B - cylinder wewnętrzny,
1 - próbka skały,
2 - pierścień; na jego dnie i na powierzchni próbki umieszcza się siatkę filtracyjną,
3 - perforowany krążek,
4 - obciążnik o masie 10 kg,
5 - pionowa podziałka do odczytu wysokości zwierciadła wody w cylindrach,
6 - zawór doprowadzający wodę do cylindra zewnętrznego,
7 - przelew z cylindra zewnętrznego,
8 - przelew z cylindra wewnętrznego.
Pomiar przepływu
W przeprowadzonym ćwiczeniu wykorzystano sposóby badania współczynnika filtracji od dołu i od góry. Na początku zwarzono próbkę. W następnej kolejności zmierzono głębokość pierścienia z krążkiem i siatkami filtracyjnymi, po czym wsypano porcjami próbkę do pierścienia i nakryto go krążkiem. Ponownie należało zmierzyć głębokość próbki. Pomiary wykonano trzykrotnie w celu wyznaczenia wartości średniej. Wymiary przedstawionow w tabeli 1:
Tabela 1. Wymiary badanej próbki
Lp.
Głębokość tłoczka przed umieszczeniem próbki gruntu [cm]
Głębokość tłoczka po umieszczeniu próbki gruntu [cm]
Wysokość próbki [cm]
Średnica próbki [cm]
Przekrój próbki [cm2]
(…)
… się przez sprowadzenie wyniku do wartości otrzymywanych w temperaturze wody +10C. Po przeliczeniu dało to wynik 0,00525 [cm/s]
Zakład Geologii i Wód Mineralnych Wrocław, 08.11.2012. Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii Laboratorium Hydrogeologii Sprawozdanie z ćwiczenia nr 2
Wyznaczanie współczynnika filtracji metodą przepływu ustalonego - za pomocą aparatu ITB-ZKW-2 oraz badanie właściwości hydrogeologicznych…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)