5.4 Выводы

В выводах работы следует сделать сопоставление опытных и расчетных значений Р, S и периода волны τ, исходя из найденной длины волны, и объяснить причины полученных расхождений.

Лабораторная работа № 6 определение коэффициента фильтрации при помощи прибора дарси

6.1 Основные сведения из теории

Как известно, установившееся равномерное движение фильтрационного потока подчиняется закону Дарси, который записывается в следующем виде:

,

где — скорость фильтрации;

— коэффициент фильтрации;

— пьезометрический уклон.

Скорость движения воды в грунте настолько мала, что скоростным напором можно пренебречь, и потому в формуле пьезометрический уклон равен гидравлическому.

Коэффициент фильтрации k, подлежащий экспериментальному определению в данной работе, характеризует водопроницаемость грунта и зависит от ряда факторов: от величины зерен, от их петрографического состава², от формы зерен, от температурных условий и др.

Так, например, чем крупнее зерна грунта и чем они равномернее, тем больше коэффициент фильтрации. Присутствие в грунте большого числа мелких зерен вызывает значительное уменьшение водопроницаемости грунта. Так как вязкость воды зависит от температуры, то с увеличением температуры коэффициент фильтрации возрастает. Коэффициент фильтрации может быть определен с помощью специальных формул (в большинстве своем эмпирических), лабораторным путем и путем изучения фильтрационных свойств грунта в натурных условиях.

6.2 Описание экспериментальной установки

Установка для опытного определения коэффициента фильтрации (рис. 6.1) представляет собой вертикальный открытый сверху цилиндр, снабженный рядом распределенных по высоте отверстий, к которым подключены пьезометры.

В цилиндр сверху поступает вода, причем ее уровень в цилиндре поддерживается на постоянной отметке с помощью специальной сливной трубки. На некотором расстоянии от дна цилиндра укреплена сетка, поддерживающая грунт, которым заполнен цилиндр. В днище цилиндра установлен кран для выпуска фильтрующейся через грунт воды. Вода, вытекающая из крана, собирается в мерный сосуд. Время его заполнения определяется при помощи секундомера.

Рис. 6.1. Прибор Дарси:

1 — питающая труба; 2 — песчаный грунт; 3 — сетка; 4 — отводящая труба;

5 — мерная емкость; 6 — холостой сброс; 7 — пьезометры

6.3 Порядок выполнения работы и обработка опытных данных

Измеряя фильтрационный расход и снимая показания пьезометров, можно, пользуясь приведенными ниже формулами (6.1÷6.5), найти величину опытного коэффициента фильтрации.

Величина этого коэффициента определяется при 2÷3 значениях фильтрационного расхода.

,

(6.1)

где — расход фильтрации;

— площадь поперечного сечения прибора;

,

(6.2)

где — разность показаний двух соседних пьезометров;

— расстояние между соседними пьезометрами по высоте (одинаковое между всеми пьезометрами).

При определении берется среднее значение гидравлического уклона:

,	(6.3)
где .	(6.4)

Для сравнения полученных данных с расчетными следует определить расчетное значение коэффициента фильтрации:

,

(6.5)

где — «эффективный» диаметр частиц песка, меньше которых в данном грунте содержится 10 % по весу;

— число промежутков между пьезометрами;

— коэффициент порозности, представляющий собой отношение объема пор ко всему объему грунта;

— температурный коэффициент, определяемый по табл. 6.1.

Таблица 6.1

Значения температурного коэффициента

оС	6	7	8	9	10	12	14	16	18	20	22
	0,721	0,744	0,766	0,786	0,807	0,854	0,902	0,950	1,0	1,052	1,10

Относительная погрешность опытов вычисляется по формуле:

.

Результаты опытов и данные их обработки заносятся в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Сводная таблица результатов опытов по определению коэффициента фильтрации песчаного грунта при помощи прибора Дарси

№ опыта

V,

t,

Q,

,

Отсчет по пьезометрам, см

I

kоп,

kрасч,

δ,

см3

с

см3/c

см/c

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

см/с

см/с

%