Способ определения фильтрационных характеристик анизотропных грунтов Советский патент 1980 года по МПК G01N15/00 

Изобретение относится к области инже нерно-геологических изьюканий и может быть использовано в частности, для исследования фильтрационных свойств грунтов и для гидромелиоративного строитель ства. Известен способ отфеделешя фильтра иконных характеристик анизотропных Грун тов, включаюций бурение скважин, производство откачек с поспещющим замером понижения уровня воды в скважинах, расчет коэффициентов фильтрации и показателя анизотропности jl , Наиболее близким к| изобретению тёз. ническим решением является способ onp деления фильтрационных характеристик анизотропных грунтов, включающий ение скважин, производство откачки с пос . измерением уровня воды редионного, потока поступающего через стенки и дно скважины 2 . Сднако у известного способа нязк;ая точность определения фильтрационных х&рактеристик,. обусловленная различной цитологией массива, значительная трудоемкость из-за необходимости создания наблюдательных скважи г. . Цепь изобретения - повышение точност измерений и снижение трудоемкости. Шставланная цель доститгается тем, что предлагаемым способом определения фильтрационных характеристик (нйзотрот вых грунтов, включающим бурение скважиа, производство откачки воды из нее с последующим измерением уровня фильтрационного потока, дополнительно осуществляют откачку воды из этой же сква- живы с последуктоим измерением уров ня воды фильтрационного потока, поступающего через дно скважины, а затем определяют показатель анизотрошюоти то формуле: Н TRQ d 0,436 - для скважин с тюяу сферическим дЕВом; О « 0,685 - для скважин с яюоким дном;, Н глубина скважтш под уров- вкем гру гговых вод; V - ра,1иус скважины} ЬдЧд - тангенс угла наклона кривой восстановления уровня воды в скважине нри поступлении фииьтрацио1того тонока через дно скважины; - то же, через стеюсу и дно скважины; А «. поквзатега анизоо рогтости На фип 1, 2 представлены схемы yciv ройств, с тгомошью котхэрых реализуется пpeдлaгae «ый способ, ш фиг. 3 - диа1%. раммы кривых восстановления уровня воды. Устройство содержит скважину 1 (@вз обсадной колонны, фиг. : васос 2 с трубными к ялмуникадиямй, регчютрирую .щие приспособления 3, обсадную колонну 4 (фиг. 2) Способ осуществляется сведукщим образом. В иссяедувмом массиве бурится скважина 1 радиусом г на глубину Н под уровень грунтовых вод. После бурения скважины, когда уровень воды в скважине сравняется с уровнем грунтовых вод, производят откачку воды из нее, и к мо мешу ее окончания замеряют глубину Z о от уровня грунтовых вод до уровня воды в скважине. После окончания откяьни уровень воды в сквазкине начнет подни маться за счет притока воды через стекки и дно скважины. В промежуток времени между началом и окончанием подъема воды в скважине через различные щюме жутки времени t замеряют промежуточные уровни (гиубины) воды и строят график 1) (фиг. 3, зависимость 1 Затем стенки аггой скважины. делают водонепроницаемыми, например тюсздкой в нее обсадной колонны 4 (фиг, 2), перекрывающей фильтрационный поток через ее стенки, и проводят исследования в той же шхгледовательности с построением тра фика восстановления уровня воды (i) (фиг. 3, зависимость 2) при поступлении фильтрационного потока толь ко черед дно. По результатам испытаний определяют тангенс угла наклона кривых вос. становления для скважишы, работающей стенками и дном tg / , и для этой же сквеживы, работающей только дном- g-t Опредепение показателя анизотропноси ведется по расчетной формуле {), оторую получают спедуквдим образом, случае анизотропного массива, т.е. V К путем преобразования коордиХ ЛХ/ -t - (2) реальный анизотропный грунт в новых координатах мы будем рассматривать как фиктивный изотропный грунт, для которого справедливо уравнение Лапласа: .о,(3) ъг с коэффициентом фильтрации, равным: К Мк.к. ; ( Для такого грунта при определении коэффициента фильтрации методом восста) новления уровня воды в скважине, работакщей дном и стенками, справедлива формула: ,., а для скважины, работающей дном: а)с полусферическим дном K MHSr tgM-g ,(6) б)с- плоскам дном , , Переходя к реальному аиизотропаому грунту, при тюмсвди соотношения (2) мы получим: V2,64 % .(8) ще b 1Д5 - для скважины с полусферическим дном, Ь 1,806- для скважины с плоским дном. Приравнивая правые чести выражений (7) и (8) мы получим исходное зфавненяе (1), сод ржацее одно неизвестное X ,. которое легко решается графическим или аналитическим способами. Горизонтальную составля1бщую к мой&но определить то формуле (7) и (8), вер тикальную V4 из соотношения: , Изобретешь позволяет за счет исклк чения наблюдательньос скважин значительно снизить трудозатраты и гродолжительйость исследований по определению фильтv. рационных характеристик анизотропных грунтовых массивов. Формула изоб.ретения Способ определения фильтргдионных характеристик анизотропных грунтов. ,57 включающий скважины, проиавод ство откачки воды иэ нее с поспедуюШим измерением уровня фильтрациотю1Х потока, поступаюшего через стенку и дно скважины, отпичаюшяйся тем, что, с целью тювышения точности измерений и снижения трудоемкости, дополнительно осуществляют откачку воды ив 8TOU же скважины с последующим . иэ мерением урсязня воды фильтрационного потока, поступающего через дно скважи1ны, а затем определяют показатель анизотропности Л по формуле: () у ° Г ще а 0,436 - для скважин с полу сферическим дном; О «0,685 - для скважин с шгоским Н- глубина скважины под уровнем грунтовых водг 6 г - радиус скважины; gf Q - таягенс уттш наклона кривой вссстановлешш уровня воды в сквамсине при ,поступлении фильт. рационногх) потока,через дно скважиньц % -то же, через стенку и дно скважины, Л - показатель анизотропности Источники информации, инятые во BHffiviaHHe при экспертизе 1.Керкис Е. Е. Методы изучения ьтра1ионных свойств горных пород1 Недра, 1975. 2.Гавич И. К. Определение тюрамети анизотропного пласта п0 данным опыт. работ и моделирования. Труды коорационного совещания по гидротезшике. п. 48, 1970 (прототип).

X

i