2263

3)Общекислотная агрессия. Показатель рН исследуемой воды равен 7,5. С учетом примечания табл. 7 при коэффициенте фильтрации грунтов,

вкоторых находится сооружение, менее 0,1 м/сут эту величину нужно уменьшить в 1,3 раза, что составит 5,33.

Полученная величина укладывается в пределы 5–6,6 – для бетонов нормальной проницаемости и характеризует слабое агрессивное воздействие. Для ликвидации агрессии следует готовить бетон более плотный с пониженной проницаемостью.

4)Магнезиальная агрессия возможна при содержании ионов магния 3000 мг/л (см. табл. 7), что значительно превышает количество ионов

Мg2 в оцениваемой воде (152 мг/л). Следовательно, данная вода не угрожает магнезиальной агрессией.

5)Сульфатная агрессия. Согласно норме (см. табл. 7) при бикарбонатной щелочности 4,93 и нормальной плотности бетона при использовании портландцемента ГОСТ 10178-85 и коэффициенте фильтрации менее 0,1 м/сут допускается содержание сульфатов в воде

650–1300 мг/л [1,3х(500 – 1000)].

Следовательно, исследуемая вода обладает слабой агрессией. Для других видов цемента вода не агрессивна.

6)Агрессивное воздействие воды на арматуру сооружения определим по содержанию ионов хлора в исследуемой воде, равном 1319 мг/л. С

учетом концентрации сульфат иона SO42 =618 мг/л оценочная величина

хлоридов определится как Сl = 1319,0+0,25∙618=1390,0+54,5=1473,5 мг/л.

Полученная величина укладывается в пределах норм от 500 до 5000 мг/л (см. табл. 7), что при постоянном погружении сооружения в воду не опасно для коррозии арматуры, а при периодическом смачивании создаются условия для среднеагрессивного воздействия, что требует специальных защитных мер против коррозии (цинкование, электрохимическая защита и др.).

Таблица 7

Оценка качества воды по агрессивности в отношении бетона (Извлечение из СниП 2.03.11-85 – Защита строительных конструкций от коррозии)

1 При оценке степени агрессивного воздействия среды в условиях эксплуатации сооружений, расположенных в слабофильтрующих грунтах с Кf менее 0,1 м/сут, значения показателей данной таблицы должны быть умножены на 1,3.

*При любом значении бикарбонатной щелочности среда не агрессивна по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W6 и более, а также W4 при коэффициенте фильтрации грунта Кf ниже 0,1 м/сут.

**Оценка агрессивного воздействия среды по водородному показателю рН не распространяется на растворы органических кислот высоких концентраций и углекислоту.

Практическое занятие №2

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

1.Определение коэффициентов фильтрации песков и водопроводимости водоносного слоя по данным опытной откачки из куста наблюдательных скважин

Для определения гидрогеологических параметров артезианского водоносного горизонта был заложен куст совершенных скважин, состоящий из центральной и двух наблюдательных скважин, расположенных в плане на одной прямой на расстояниях соответственно L1 и L2 от центральной. Всеми скважинами под слоем водоупорных глин вскрыты водоносные пески на полную мощность m. При этом пьезометрический уровень установился ниже поверхности земли. Из центральной скважины производится откачка воды с определением дебита g, а в наблюдательных скважинах замерялись понижения уровней S1 и S2. Используя приведенные ниже результаты замеров, постройте схему рис.4 и определите коэффициент фильтрации песков, коэффициент водопроводимости водоносного слоя и радиус влияния. Исходные данные приведены в табл. 8.

Пояснения к решению задачи

Коэффициент фильтрации – величина, которая характеризует водопропускную способность горных пород, является постоянной для определенной породы, т.е. способность породы пропускать через себя воду, и представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице, и выражается в м/сут или см/с.

Коэффициент фильтрации зависит от размера пустот или диаметра пор и физических свойств фильтрующейся жидкости.

Существуют различные методы определения коэффициента фильтрации – расчетные, лабораторные и полевые.

Влабораторных условиях коэффициент фильтрации можно определить на основании гранулометрического анализа или путем опытного изучения фильтрации в специальных приборах.

Более точный результат получается при определении коэффициента фильтрации всей толщи непосредственно в полевых условиях, т.к. не нарушаются естественные сложения грунтов, их трещиноватость, пористость.

Впрактике гидрогеологических изысканий широкое применение получил метод опытных откачек. Принцип проведения откачки основан на теории притока воды к колодцам (скважинам).

Заключается он в том, что закладывается несколько скважин (колодцев), и из центральной скважины производится откачка воды насосом, дебитом g, а в окружающих – наблюдается изменение уровня воды S. По этим данным, зная расстояние между скважинами, можно определить значение коэффициента фильтрации по формулам.

Радиус влияния скважины, из которой производится откачка, – это расстояние от оси скважины, на которое при откачке распространяется понижение уровня.

Центральная скважина всегда является совершенной, т.е. вскрывает водоносный горизонт на полную мощность до водоупора. Наблюдательные скважины могут быть совершенными и несовершенными, т.е. вскрывающими часть водоносного горизонта.

Схема куста скважины приведена на рис. 3. Центральная и наблюдательные скважины совершенные.

Рис. 3. Схема для определения гидрогеологических параметров в артезианском водоносном горизонте

Коэффициент фильтрации вычисляют по преобразованной формуле Дюпюи:

Kф 0,366q(lgL2 lgL1) , м/сут. m(S1 S2)

Коэффициент водопроводности слоя, м2/сут, рассчитывается

Km m Kф.

Радиус влияния, м, можно вычислить из уравнения

lg R S1 lg L2 S2 lg L1 ,

S1 S2

где S1, S2 – понижение уровня воды в наблюдательных скважинах №1 и 2 соответственно, м; L1, L2 – расстояние по прямой линии от центральной скважины до наблюдательных скважин №1 и 2, м.

2. Расчет производительности поглощающего колодца

По приведенным ниже данным постройте схему и определите производительность поглощающего колодца (скважины), предназначенного для закачки технически очищенных вод в напорный водоносный горизонт, залегающий под слоем водоупорных глин.

Исходные данные к задаче приведены в табл. 9.

Пояснения к задаче

Поглощающие скважины (колодцы) предназначены для поступления поверхностных, атмосферных, канализационных и обработанных промышленных вод в водопроницаемые породы как безводные, так и неполно насыщенные водой. Количество воды, которое может быть спущено через поглощающую скважину (колодец) в водопроницаемые породы, называется поглощающей способностью скважины (колодца) и выражается объемом воды в единицу времени (м3/ сут, л/с).

Рис. 4. Расчетная схема для определения величины поглощения при наливе (нагнетании) воды в напорный водоносный горизонт через совершенную скважину

Схема построения по исходным данным приведена на рис. 4. Производительность поглощающего колодца в напорных водах

где S – повышение уровня воды в колодце при наливе, м; R – радиус влияния налива на повышение напора в водоносном пласте, м; r– радиус скважины, м; m – мощность водоносного слоя, м; k – коэффициент фильтрации, м/сут.

Рис. 5. Расчетная схема для определения двустороннего притока к совершенной дренажной канаве в бассейне грунтовых вод

Практическое занятие №3

ПОСТРОЕНИЕ КАРТЫ ГИДРОИЗОГИПС

Поверхность грунтовых вод отражается на карте гидроизогипс. Гидроизогипсами назьвают линии, соединяющие точки с одинаковыми абсолютными (или относительными) отметками уровня грунтовых вод. Строят такую карту (аналогичную карте рельефа земной поверхности в горизонталях), используя результаты единовременных замеров уровня грунтовых вод во всех имеющихся скважинах, колодцах и естественных выходов грунтовых вод.

Карта гидроизогипс позволяет определить направление движения грунтовых вод (по нормалям к гидроизогипс), уклон грунтового потока. Гидроизогипсы дают возможность более точно построить карту глубины залегания грунтовых вод. Глубина залегания грунтовых вод равна разности отметок горизонталей рельефа и гидроизогипс первого от поверхности земли водоносного горизонта.

Задание для построения карты гидроизогипс включает данные по 12 скважинам, расположенных в плане в углах квадратной сетке, как показано на рис. 6, на расстоянии 50 м друг от друга. В табл. 11 приведены абсолютные отметки устьев скважин (в числителе) и результаты одновременного замера глубин залегания уровня грунтовых вод (в знаменателе).

Таблица 11

Варианты заданий

В масштабе 1:1000 наносят на карту план расположения скважин, обозначая их кружками диаметром 2 мм. Слева от каждой скважины записывают её номер, справа в числителе – абсолютную отметку устья, в знаменателе - абсолютную отметку уровня грунтовых вод в каждой скважине вычисляют как разность между отметкой устья и глубины залегания уровня грунтовых вод. Интерполяцию можно выполнять арифметическим методом либо с помощью палетки.

Затем путем интерполяции между абсолютными отметками уровня

грунтовых вод находят точки с абсолютными отметками, равными целому числу. Интерполяцию выполняют для всех сторон шести квадратов, составляющих сетку скважин, и четырех диагоналей (по одной диагонали в каждом квадрате). Интерполяцию можно выполнять арифметическим методом либо с помощью палетки.