Методическое пособие к выполнению лабораторных, практических и самостоятельных работ по инженерной геологии (стр. 6 )

При выполнении задания интерполяцию удобно производить с помощью палетки (см рис 2.3.а), представляющую собой систему параллельных линий, (масштабную сетку), проведенных на восковке (кальке) на равном расстоянии друг от друга ( обычно от 2 до 5 мм) (рис 2.3 б).

Интерполяция выполняется в такой последовательности.

Точки, отметки уровней которых подлежат интерполяции, соединяют прямой вспомогательной линией. В данном случае этими линиями являются стороны прямоугольников.

Для интерполирования отметок уровней внутри прямоугольников, в каждом из них проводят одну из диагоналей, имеющую большую разницу уровней на ее краях.

Палетка накладывается на одну из точек, например 755,3 м, таким образом, чтобы отметка на палетке (755,3 м) и отметка точки на плане (755,3 м) совпали. Эта точка фиксируется путем прокола иголочкой (булавкой).

Далее палетка проворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки на плане, например 750,7м, не совпадает с отметкой 750,7 м на палетке. Места пересечения линии соединяющей точки с отметками 750,7 м и 755,3 м на плане, с линиями масштабной сетки на кальке, дает местонахождение отметок, кратных 0,5 метра, которые также фиксируются путем прокола иголкой (булавкой). В рассматриваемом примере это будут точки: 751,0 м; 751,5 м; 752,0 м; 752,5 м ; 753,0 м; 753,5 м ; 754,0 м ; 754,5 м и 755,0 м (рис 2.3. б ).

а) б)

Рис 2.3. Палетка для интерполяции (а)

и схема интерполяции (б)

Целесообразно производить интерполяцию, соединяя ближайшие точки отрезка так, чтобы последние образовывали на плане треугольники или прямоугольники. При составлении карты гидроизогипс нельзя интерполировать отрезок между точками, расположенными по разные стороны поверхностных водоемов и водотоков.

Для выделения участков с глубиной залегания уровня подземных вод (УПВ) менее заданной величины: например 5 метро, т. е построение гидроизобаты для 5 метров, находят точки пересечения проведенных горизонталей и гидроизогипс с разницей отметок 5 метров.

На сторонах прямоугольника, где нет пересечения горизонталей и гидроизогипс с разницей в 5 метров, точка прохождения гидроизобаты определяется путем интерполяции отметок вершин прямоугольника.

Линия, проведенная через эти точки – гидроизобата для 5 метров – будет границей раздела. По одну сторону от данной гидроизобаты уровень подземных вод (УПВ) будет более 5-ти метров от поверхности земли, а по другую сторону – менее 5 –ти метров.

Гидроизобаты на карте вычерчивают пунктирной линией синего цвета, а участок с глубиной залегания уровня подземных вод (УПВ) менее величины, указанной в задании, т. е. в данном случае 5-ти метров, заштриховывается.

После построения карты гидроизогипс, участок строительства обрамляется в рамочку, отстоящую на карте от крайних рядов скважин на расстоянии 1 (одного) сантиметра. Все линии, полученные в процессе построения карты гидроизогипс (т. е. горизонтали, гидроизогипсы и гидроизобаты), продолжают до вычерченной рамки, а все вспомогательные линии (т. е. линии между скважинами, диагонали внутри сетки квадратов) убираются ластиком.

Рисунок 2.4 Пример построение карты гидроизогипс.

Рис 2.5.Условные обозначения горных пород

2.3. Определение единичного расхода грунтового потока

по результатам замеров двух скважин»

Постройте схему и определите единичный расход грунтового потока по результатам замеров, выполненных в двух скважинах, расположенных на расстоянии 200 м по направлению течения, если коэффициент фильтрации однородных водовмещающих пород равен 5,2 м/сут.

Таблица 2.4

Данные для расчета	№ скв.	№ скв.	№ скв.	№ скв.
1	2	1	2	1	2	1	2
В а р и а н т ы
1	2	3	4
Абсолютные отметки, м: устья скважины уровня грунтовых вод кровли водоупора Мощность водоно-сного пласта Н, м Глубина залегания уровня грунтовых вод (d), м	32,1 28,0 17,8	30,3 24,2 18,3	22,4 - 8,6 3,2	20,7 - 8,8 6,6	56,1 - 48,6 5,2	55,3 - 44,3 6,7	83,8 81,6 3,4	84,1 80,5 2,3

Решение: (см. рис.2.4). Единичный расход потока при наклонном водоупоре определяют по формуле

где: r = 5,2 м/сут – коэффициент фильтрации;

H1 и Н2 – напоры соответственно в скважинах 1 и 2, отсчитываемые от любой условной горизонтальной плоскости;

h1 и h2 – мощность водоносного пласта соответственно в скважинах 1 и 2;

b – ширина потока, принимаемая при определении единичного расхода, равной одному метру;

L =200 м – расстояние между скважинами.

Мощность водоносного пласта в скважинах вычисляют как разность абсолютных отметок уровня грунтовых вод (УГВ) и кровли водоупора.

h1 = 28,0 – 17,8 = 10,2 м;

h2 = 24,2 – 18,3 = 5,9 м.

Значения Н1 и Н2 принимают равными абсолютным отметкам УГВ в скважинах 1 и 2 ( отсчет ведут от уровня моря), тогда

м3 / сут.

Рис.2.6 .Схема для определения притока воды к

совершенной скважине при откачке грунтовых вод

2.4. Разработка котлована

С поверхности залегает суглинок, его подстилает слой песка с напорными водами. Рассчитайте, до какой глубины можно отрывать котлован в слое суглинка, чтобы не произошел прорыв напорных вод в котлован (рис. 2.5).

Таблица 2.5

Вариант	Мощность слоя суглинка, м	Глубина залегания УГВ, м	Удельный вес суглинка, кН/м3	Коэф. запаса устойчивости
0	6,3	1,5	21,5	1,2
1	5,8	2,3	22,0	1,2
2	4,9	1,6	21,8	1,1
3	5,4	1,8	22,2	1,3
4	6,7	2,4	21,7	1,2
5	5,5	1,7	21,6	1,2
6	4,8	1,3	21,3	1,3
7	6,2	2,5	21,9	1,2
8	5,7	2,1	22,3	1,1
9	5,3	1,5	21,4	1,2
П	5,0	1,0	21,0	1,2

Для предотвращения прорыва напорных вод в котлован необходимо выполнение следующего условия:

где:

z - толщина слоя суглинка над слоем песка;

h - напор над кровлей водоносного слоя;

-удельный вес воды,

- удельный вес суглинка;

- коэффициент запаса устойчивости, ks t = 1,1... 1,3.

Определяем величину z:

Вычисляем глубину котлована

Рис 2.7. Схема для расчета глубины котлована.

2.5.Определение коэффициента фильтрации песка.

Приведите формулу основного закона движения подводных вод - закона Дарси. Назовите методы определения коэффициента фильтрации и определите его значение для песка по приведенным ниже результатом испытаний в фильтрационном приборе.

Таблица 2.6

Вариант	Температура воды, 0С	Площадь образца А, см2	Расход воды Q, см3 /с, при градиента напора J
0.5	1	2
0	21	40	0.30	0.60	1.23
1	17	100	0.05	0.10	0.21
2	25	40	0.20	0.43	0.87
3	22	25	0.37	0.75	1.47
4	19	60	0.06	0.12	0.25
5	21	60	0.11	0.24	0.47
6	24	25	0.24	0.50	1.00
7	19	40	0.09	0.19	0.38
8	20	25	0.30	0.62	1.24
9	16	60	0.09	0.18	0.35
П	18	100	0.03	0.08	0.15

Пример решение:

Вычисляем скорость фильтрации по формуле при заданных градиентах напора J.

; ;

Строим график зависимости и определяем коэффициент фильтрации как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс (рис 1.3) .

Для перевода коэффициента фильтрации из см/с в м/сут используется коэффициент

Рис 2.8. Зависимость скоростей фильтрации V от градиента напора J

Согласно ГОСТ 25584-90 значение коэффициента фильтрации приводят к температуре 10 0С.

Л и т е р а т у р а.

1. Чаповский работы по грунтоведению и механике грунто. М.,Недра, 1975-304 с.

2. Ломтадзе -механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований. Учебное пособие для ВУЗов. Л., Недра, 1990, 328 с.

. 3.Рузиев и механика грунтов. ГПТБ ГУ НПИЦентра. Душанбе-2012.177с

4. , ,Чумаченко и упражнения по инженерной геологии. М, Высшая школа, 1984-203 с.

5. Рахмонов указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Инженерная геология». г. Душанбе, 2000 г.

6. Рахмонов указания к выполнению расчетно-графических заданий. г. Душанбе, 2000 г.

7. ГОСТ 12536-79 (2003). Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.

8. ГОСТ 25584-90 (с изм. 1 1999). Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.

9. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.