3.6.2 Пример определения коэффициента фильтрации по результатам опыта для грунтов разной степени водопроницаемости

Исходные данные и пример решения задачи № 1 для вариантов 1а, 2а, 3а и 4а приведены в таблице 3.2.

Порядок определения коэффициента фильтрации:

1. Расход жидкости по данным опыта, Q , см³/с.

2. Коэффициент фильтрации по данным опыта, К_ф, см/с.

3. Среднее значение коэффициента фильтрации по данным опыта, см/с.

4. Коэффициент фильтрации с учетом переводного коэффициента из см/с в м/сут; – К_ф.п, м/сут.

5. Температурную поправку во время опыта по таблице 3.3.

6. Температурную поправку при 10 °С по таблице 3.3.

7. Коэффициент фильтрации при 10 °С, К_ф.10, м/сут.

8. Используя таблицу 3.1, следует дать характеристику грунтов с учетом характера водопроницаемости (по Маслову).

Таблица 3.2 – Расчетные методы определения коэффициента фильтрации по данным опыта для грунтов разной степени водопроницаемости и их характеристика по Маслову

№ варианта	Исходные данные задачи № 1					Пример решения задачи № 1							Характеристика грунтов (по Маслову)
	Температура воды во время опыта, градусы Цельсия	Время опыта	Объем профильтровавшейся воды	Площадь прибора	Напорный градиент	Расход жидкости, V/ (t·60)	Коэффициент фильтрации, Q/(F·I)	Среднее значение коэффициента фильтрации	Коэффициент фильтрации	Температурная поправка	Температурная поправка	Коэффициент фильтрации при 10 оС	Характер водопроницаемости	Грунты (перечень примеров)
	°С	t, минуты	V, см3	F, см2	I, доли единиц	Q, см3/с	Кф, см/с	Кф.ср., см/с	Кф.п., м/сут	ТП во время опыта	ТП при 10 оС	Кф.10, м/сут
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1а	21	12,5	105	25	1	0,14	0,0056	0,0057	4,91	1,80	1,36	3,71	водо-прони-цаемые	тонко-, мелкозернистые пески и трещиноватые скальные грунты
		11,2	97	25	1	0,14	0,0058
Продолжение таблицы 3.2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
2а	19	6	900	25	1	2,50	0,1000	0,1007	86,98	1,56	1,36	75,83	сильно водо- прони- цаемые	галечники, гравелистые пески, сильно-трещиноватые скальные грунты
		5	760	25	1	2,53	0,1013
3а	20	6	6	25	1	0,02	0,0007	0,0006	0,52	1,76	1,36	0,40	слабо водо-прони-цаемые	супеси, слабо-трещиноватые глинистые сланцы, песчаники, известняки
		5	4	25	1	0,01	0,0005
4а	17	15	415	25	1	0,46	0,0184	0,0182	15,76	1,64	1,36	13,07	хоро-шо водо-прони-цаемые	среднезернистые пески и с повышенной трещиноватостью скальные грунты
		17	460	25	1	0,45	0,0180

Для выполнения этого задания необходимо применить нижеследующие формулы, которые в разной степени учитывают данные, полученные в результате опыта – таблица 3.2.

1. Расход жидкости Q (см³/с) по данным опыта, стекающий в мерный цилиндр объемом V (см³), за время t (минут) равен:

(3.32)

2. По полученным данным вычисляют коэффициент фильтрации по следующим формулам:

   • по данным опыта, К_ф (см/с);

   • среднее значение по данным опыта, К_ф.ср. (см/с);

   • с учетом переводного коэффициента 864 – перевод из см/с в м/сут:

(3.33)

(3.34)

(3.35)

где К_ф – коэффициент фильтрации, см/с; м/сут;

864 – переводный коэффициент, см/с в м/сут;

Q – расход воды, фильтрующейся через площадь поперечного сечения F в единицу времени, замеренный в процессе опыта, см³/с;

F – площадь поперечного сечения режущего цилиндра прибора, равная площади сечения породы, через которую фильтруется вода, 25 см²;

I – напорный градиент, равный 1, доли единиц.

3. Для приведения результатов опыта к постоянной температуре, например к 10 °С или какой-либо другой, вычисляют и учитывают температурную поправку ТП по формуле 4.26 – Пуазейля:

(3.36)

4. Для приведения результатов опыта к необходимой температуре полученный коэффициент фильтрации умножают на поправку, соответствующую той температуре воды, к которой нужно привести полученный коэффициент, и делят на поправку, отвечающую температуре, при которой было произведено определение коэффициента фильтрации:

(3.37)

Для лучшего пояснения правила пользования температурной поправкой по формуле Пуазейля рассмотрим следующий пример – вариант 1а:

В результате опыта получили значение К_ф = 4,91 м/сут при t = 21 °С.

Требуется определить К_ф при t = 10 °С.

Поправка ТП для 10 °С, равна 1,36, и для 21 °С, равна 1,80.

Вычисляем К_ф при 10 °С по приведенной выше формуле:

(3.38)

5. Вывод: Грунты с учетом характера водопроницаемости – водопроницаемые тонко-, мелкозернистые пески и трещиноватые скальные грунты.

Ниже в таблице 3.3 приведены значения температурных поправок по Пуазейлю.

Таблица 3.3 – Таблица температурных поправок (ТП) по Пуазейлю для определения коэффициента фильтрации (Кф)
Т, °С	ТП		Т, °С	ТП		Т, °С	ТП		Т, °С	ТП
1	2		1	2		1	2		1	2
10	1,36		14	1,52		18	1,68		22	1,84
10,5	1,38		14,5	1,55		18,5	1,7		22,5	1,86
11	1,4		15	1,56		19	1,72		23	1,88
11,5	1,42		15,5	1,58		19,5	1,74		24	1,92
12	1,44		16	1,6		20	1,76		25	1,96
12,5	1,46		16,5	1,62		20,5	1,78		26	2
13	1,48		17	1,64		21	1,8		27	2,04
13,5	1,5		17,5	1,66		21,5	1,82		28	2,08

Исходные данные для расчета коэффициента фильтрации к задаче № 1 по вариантам приводятся в таблице 3.4.