6.8.2.Коефіцієнт фільтрації ґрунтів.

Коефіцієнт фільтрації входить майже в усі гідрогеологічні розрахунки. Визначають його різними методами, в залежності від необхідної точності. Приблизну величину К_ф можна визначити з таблиці 2.

Таблиця 2

Фільтраційні властивості ґрунтів

Назва породи	Коефіцієнт фільтрації Кф , м/добу
Суглинок	0.05
Супісок	0.1 ... 0.5
Лес	0.05 ... 0.5
Пісок пилуватий	0.5 ... 1.0
Пісок дрібнозернистий	1.0 ....5.0
Пісок середньозернистий	5.0 ... 20
Пісок крупнозернистий	20 ... 50
Гравій	50 ... 150
Галька	100 ... 1000

В багатьох випадках виникає потреба у більш вірогідних значеннях коефіцієнта фільтрації. Для цього існують різні методи, що поділяються на 3 групи: розрахункові, лабораторні і польові. Найточніші значення К_ф одержують за допомогою польових методів, наближені значення - розрахунковим шляхом.

Розрахунковим шляхом коефіцієнт фільтрації визначається, головним чином, для пісків. Для цього користуються емпіричними формулами, що пов'язують коефіцієнт пористості із гранулометричним складом. Найпростішою є формула

К_ф = 1500 d²₁₀, м/добу,

де d₁₀ - діючий діаметр, мм, тобто такий, що відповідає тому діаметру часток, дрібніше яких в пісках міститься менше 10% від загальної ваги.

Лабораторні методи дають досить вірогідні результати. Суть методів полягає в тому, що породу розміщують у циліндричному посуді і пропускають воду під певним напором. Під час досліду вимірюють кількість води, що профільтрована через породу, час і величину гідравлічного градієнта. Знаючи площу поперечного перетину зразка F та визначивши витрату Q і градієнт I, знаходять коефіцієнт фільтрації

К_ф = Q / F I = V / I

Рис.13 Прилади для визначення коефіцієнта фільтрації.

а) в пісках; б) в супісках та суглинках.

Для лабораторного визначення К_ф існують різні прилади, що поділяються на 2 групи: 1) прилади, в яких К_ф визначається для необтиснутих зразків порід (рис. 13, а); 2) прилади, в яких К_ф визначається в зразках, що знаходяться під певним тиском (рис. 13, б).

Для пісків найбільш розповсюдженим є прилад Тіма-Каменського і трубка СПЕЦГЕО; для суглинків, супісків, лесів - прилади типу ПВГ, що дозволяють визначати К_ф на зразках з непорушеною і порушеною структурою. Для глинистих порід найбільш доцільним є визначення К_ф на зразках з непорушеною структурою, обтиснутих діючим на них в основі будівлі чи споруди навантаженням.

Польові методи дозволяють визначати коефіцієнт фільтрації в умовах будівельних майданчиків. Це забезпечує більш вірогідні результати, оскільки не порушується структура і текстура ґрунтів основи та їх природне залягання. При наявності ґрунтових вод К_ф визначають методом відкачування із гірничих виробок (свердловин), а у випадку сухих порід користуються методом наливання (чи нагнітання) у шурфи (метод Болдирєва А.К.).

Відкачування роблять як з однієї свердловині або шурфу (поодиноке відкачування), так і з групи свердловин (куща) - кущове відкачування. В останньому випадку одна із свердловин використовується як дослідна для відкачування, а решта служить для спостережень за зниженням рівня підземних вод навкруг дослідної свердловини. Кількість води Q, що відкачується із свердловини при певному зниженні рівня S, залежить від коефіцієнта фільтрації порід і відстані, на яку розповсюджується зниження рівня (радіуса депресійної вирви, радіуса впливу). Значення К_ф, які одержують при відкачуванні, є середніми для дослідної товщі. Для розрахунку величини К_ф користуються формулою:

де Q - витрата води, що її відкачують із дослідної свердловини при забезпеченні в ній постійного зниженого рівня, м/добу;

x₁, x₂- відповідні відстані двох спостережних свердловин від дослідної, м;

y₁, y₂- рівні води у спостережних свердловинах, м.