3. Фильтрационные характеристики грунтов
Характеристикой степени водопроницаемости грунта является коэффициент фильтрации, представляющий собой скорость фильтрации при градиенте напора, равном единице. Скорость фильтрации воды в мелкозернистых грунтах v, м/сут характеризуется законом Дарси:
|
(1) |
где
– коэффициент фильтрации, м/сут; I
– градиент напора при разности напоров
H
(м) и длине пути фильтрации l
(м).
Коэффициент фильтрации определяется в лабораторных условиях в фильтрационных приборах и в полевых условиях с помощью опытных откачек, нагнетаний и наливов.
Методы определения рассмотрены в пособии /2/.
Таблица 3.1.
Ориентировочные значения коэффициента фильтрации
некоторых грунтов
№ пп |
Наименование грунта |
Коэффициент фильтрации, м / сут |
1 |
Гравийный |
100 – 200 |
2 |
Крупнообломочный с песчаным заполнителем |
100 – 150 |
3 |
Щебень |
50 – 100 |
4 |
Гравийно-галечниковый |
10 – 100 |
5 |
Песчано-гравийный |
50 – 100 |
6 |
Песок крупный |
25 – 75 |
7 |
Песок средней крупности |
10 – 25 |
8 |
Песок мелкий |
2 – 10 |
9 |
Песок пылеватый |
0,1 – 2 |
10 |
Супесь |
0,1 – 0,7 |
11 |
Суглинок |
0,005 – 0,4 |
Таблица 3.2.
Ориентировочные значения коэффициента фильтрации
массива намывных отходов
№ пп |
Наименование грунта |
Коэффициент фильтрации, м / сут |
|
1
|
Шламы |
прудковая зона |
0,017 –0,22 |
пляжная зона |
1,2 – 1,8 |
||
2
|
Хвосты |
прудковая зона |
2,5 – 3,5 |
пляжная зона |
4,0 – 6,0 |
||
3 |
Зола |
прудковая зона |
0,1 – 0,3 |
пляжная зона |
0,5 – 1,0 |
||
4. Исходные данные для курсового проекТа
Фильтрационные расчеты выполняются при параметрах накопителя, указанных в задании на проектирование: назначение, тип и основные размеры накопителя; отметка воды в отстойном пруде; варианты ограждающей дамбы, противофильтрационных и дренажных элементов; инженерно-геологические условия площадки; параметры массива отходов – ширина пляжа и толщина слоя донных отложений прудковой зоны; инженерно – гидрогеологические условия и внешние водоемы, фильтрационные характеристики грунтов основания, тела дамбы и массива складируемых отходов в пляжной и прудковой зонах, таблица 4.1.
Исходные данные, необходимые для проектирования и расчетов, принимаются по проектному заданию (табл. 4.2.).
Расчетные схемы для всех вариантов приведены на рисунках 1-5.
В проекте и расчетах могут быть учтены дополнительные факторы, задаваемые индивидуально для реального объекта (например, данные, полученные на производственной практике и используемые далее в дипломном проектировании, или параметры, рекомендуемые заказчиком конкретного сооружения).
Предварительно построенные на миллиметровке в масштабе 1:100 или 1:200 расчетные схемы (рис. 1-5), характеристики грунтов и другие исходные данные необходимо согласовать с руководителем проекта до выполнения расчетов и дальнейших построений.
Тип накопителя – равнинный (Р), многосекционный (М), одноярусный (О).
Количество секций
Длина секции
.Ширина секции
.Отметка поверхности основания определяется после построения разреза, отметка водоупора – 0,0 м.
Отметка гребня ограждающих и разделительных дамб определяется их высотой
.Ширина гребня
ограждающей дамбы – 5 м во всех вариантах.Отметка максимального уровня заполнения секции (отметка поверхности воды в отстойном пруде) принимается на 0,5-1м ниже отметки гребня.
Отметка естественного уровня подземных вод за пределами зоны гидродинамического влияния накопителя (боковое граничное условие – БГУ или уровень грунтовых вод – УГВ) определяется глубиной от поверхности основания
.Инженерно-геологический разрез включает следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ):
ИГЭ
– 1 (тело дамбы), с коэффициентом
фильтрации
ИГЭ
– 2 (первый слой основания), с коэффициентом
фильтрации
и толщиной Н1
ИГЭ
– 3 (второй слой основания), с коэффициентом
фильтрации
и толщиной Н2
ИГЭ
– 4 (нижний слой слабопроницаемого
грунта – водоупор) с
коэффициентом фильтрации
≤ 0,004 м/сут.
ИГЭ
– 5а мелкодисперсные фракции отходов,
образующие слой донных отложений
прудковой зоны с коэффициентом фильтрации
.
ИГЭ
– 5б (крупнозернистые отложения зернистых
отходов - золы или хвостов, образующие
пляжную зону с коэффициентом фильтрации
.
Граница раздела ИГЭ – 5а и ИГЭ – 5б – наклонная (1:1) прямая линия.
Гравийно-галечный материал дренажа с коэффициентом фильтрации
.Ширина надводного пляжа
;
толщина донного слоя
.Заложение внутреннего откоса дамбы
.
14.
Заложение низового (внешнего) откоса
.
15.
Глубина сезонного промерзания гребня
и низового откоса
.
16.
Глубина внешнего бассейна
и
расстояние от его края до подошвы дамбы
.
17.
Глубина
,
ширина
внешнего
дренажного канала и расстояние
от
его края до подошвы дамбы.
Таблица 4.1
Параметры накопителя промышленных отходов
Вариант |
Параметры |
Отметка водоупора, м |
|||||||||||||||||||
, шт |
Тип |
, М |
, М |
, М |
М |
М |
|
|
, М |
, м |
, М/СУТ |
, М |
,М |
, М |
, М |
, М |
, М |
||||
|
|
|
|||||||||||||||||||
1 |
1 |
Р |
1000 |
600 |
5 |
4 |
10 |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
0,5 |
0,013 |
0,12 |
30,0 |
15 |
1 |
1,0 |
10 |
1,2 |
3 |
220 |
2 |
2 |
М |
600 |
600 |
6 |
2 |
6 |
1,5 |
2,5 |
1,2 |
1,5 |
0,015 |
0,93 |
25,0 |
25 |
2 |
1,5 |
15 |
2,5 |
4 |
240 |
3 |
3 |
О |
300 |
200 |
7 |
4 |
8 |
1,5 |
2,0 |
1,4 |
2,0 |
0,026 |
0,85 |
40,0 |
35 |
3 |
2,0 |
20 |
3,0 |
5 |
230 |
4 |
4 |
Р |
400 |
200 |
8 |
5 |
7 |
3,0 |
2,5 |
1,6 |
2,5 |
0,031 |
0,91 |
34,0 |
50 |
4 |
2,5 |
25 |
3,5 |
6 |
245 |
5 |
1 |
М |
900 |
500 |
9 |
1 |
6 |
1,5 |
1,5 |
1,8 |
0,5 |
0,012 |
0,56 |
35,0 |
45 |
1 |
3,0 |
30 |
4,0 |
7 |
225 |
6 |
2 |
О |
800 |
300 |
10 |
3 |
8 |
1,5 |
1,0 |
2,0 |
0,5 |
0,017 |
0,39 |
49,0 |
30 |
2 |
3,5 |
35 |
4,5 |
3 |
186 |
7 |
3 |
Р |
700 |
400 |
12 |
1 |
5 |
1,0 |
1,0 |
2,2 |
1,5 |
0,023 |
0,76 |
26,0 |
40 |
3 |
1,0 |
20 |
5,0 |
4 |
206 |
8 |
4 |
М |
300 |
300 |
5 |
2 |
7 |
1,5 |
2,0 |
2,4 |
1,0 |
0,027 |
0,81 |
34,0 |
15 |
4 |
1,5 |
10 |
1,2 |
5 |
214 |
9 |
1 |
О |
800 |
400 |
6 |
5 |
3 |
2,0 |
2,0 |
2,6 |
1,0 |
0,016 |
0,96 |
55,0 |
25 |
1 |
2,0 |
15 |
2,5 |
6 |
258 |
10 |
2 |
Р |
900 |
500 |
7 |
6 |
4 |
2,5 |
2,5 |
1,0 |
2,0 |
0,018 |
0,43 |
45,0 |
35 |
2 |
2,5 |
35 |
3,0 |
7 |
263 |
11 |
3 |
М |
600 |
200 |
8 |
2 |
4 |
2,5 |
2,0 |
1,2 |
0,5 |
0,029 |
0,57 |
56,0 |
50 |
3 |
3,0 |
25 |
3,5 |
3 |
271 |
12 |
4 |
О |
200 |
200 |
9 |
2 |
8 |
2,0 |
2,0 |
1,4 |
2,5 |
0,014 |
0,62 |
28,0 |
45 |
4 |
3,5 |
15 |
4,0 |
4 |
247 |
13 |
1 |
Р |
600 |
500 |
10 |
6 |
1 |
1,5 |
2,0 |
1,6 |
1,0 |
0,016 |
0,77 |
34,0 |
30 |
1 |
1,0 |
30 |
4,5 |
5 |
215 |
14 |
2 |
М |
700 |
700 |
12 |
3 |
7 |
1,5 |
1,0 |
1,8 |
1,5 |
0,021 |
0,41 |
52,0 |
40 |
2 |
1,5 |
25 |
5,0 |
6 |
181 |
15 |
3 |
О |
500 |
400 |
5 |
2 |
6 |
3,0 |
2,0 |
2,0 |
0,5 |
0,015 |
0,36 |
43,0 |
15 |
3 |
2,0 |
10 |
1,2 |
7 |
232 |
,
,
Таблица 4.2
Инженерно-геологические
элементы (ИГЭ) и их коэффициент фильтрации
Вариант |
Параметры |
|||||
ИГЭ - 1 |
ИГЭ - 2 |
ИГЭ - 3 |
||||
грунт |
, М/СУТ |
грунт |
, М/СУТ |
грунт |
, М/СУТ |
|
1 |
суглинок |
0,02 |
супесчано-суглинистый |
3,5 |
супесчано-песчаный |
8,6 |
2 |
супесь |
0,7 |
песок мелкий |
12,0 |
песок крупный |
23,9 |
3 |
супесь |
0,24 |
песок мелкий |
6,8 |
песок средней крупности |
17,3 |
4 |
супесь |
0,3 |
супесчано-песчаный |
5,1 |
песок средней крупности |
12,4 |
5 |
супесь |
0,37 |
супесчано-песчаный |
3,3 |
песок средней крупности |
17,2 |
6 |
зола насыпная |
0,3 |
песок пылеватый |
4,7 |
песок крупный |
14,6 |
7 |
суглинок |
0,34 |
супесчано-песчаный |
9,8 |
песок средней крупности |
12,8 |
8 |
суглинок |
0,08 |
песок средней крупности |
15,0 |
песок крупный |
21,3 |
9 |
супесь |
0,73 |
супесь |
2,3 |
песок средней крупности |
14,2 |
10 |
зола насыпная |
0,15 |
песок мелкий |
6,4 |
песок крупный |
16,3 |
11 |
суглинок |
0,16 |
супесчано-песчаный |
7,1 |
песок крупный |
12,9 |
12 |
суглинок |
0,04 |
супесчано-суглинистый |
3,5 |
песок пылеватый |
9,7 |
13 |
супесь |
0,7 |
песок средней крупности |
13,4 |
песок средней крупности |
16,5 |
14 |
супесь |
0,19 |
песок пылеватый |
9,7 |
песок средней крупности |
11,8 |
15 |
суглинок |
0,13 |
супесь |
6,4 |
песок крупный |
19,7 |
Рисунок 1 – Расчетная схема. Вариант 1
Рисунок 2 – Расчетная схема. Вариант 2
Рисунок 3 – Расчетная схема. Вариант 3-1
Рисунок 4 – Расчетная схема. Вариант 3-2
Рисунок 5 – Расчетная схема. Вариант 4