SU1633107A1 - Method of determining seepage factor of soils of aeration zone - Google Patents

Method of determining seepage factor of soils of aeration zone Download PDF

Info

Publication number
SU1633107A1
SU1633107A1 SU884641936A SU4641936A SU1633107A1 SU 1633107 A1 SU1633107 A1 SU 1633107A1 SU 884641936 A SU884641936 A SU 884641936A SU 4641936 A SU4641936 A SU 4641936A SU 1633107 A1 SU1633107 A1 SU 1633107A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
water
rings
inner ring
gap
soils
Prior art date
Application number
SU884641936A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Архидьяконских
Валентина Викторовна Молчанова
Алена Анатольевна Кондрашина
Галина Александровна Гостева
Original Assignee
Пермский государственный университет им.А.М.Горького
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пермский государственный университет им.А.М.Горького filed Critical Пермский государственный университет им.А.М.Горького
Priority to SU884641936A priority Critical patent/SU1633107A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1633107A1 publication Critical patent/SU1633107A1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к гидрогеологии . Цель изобретени  - повышение точности определени  коэффициента фильтрации. Перед началом исследовани  ведут налив воды с возрастающим во времени напором в зазор между внутренним и внешним кольцами, заглубленными в грунт и концентрично расположенными, до полного замачивани  поверхности грунта на площади внутреннего кольца. Осуществл ют фильтрацию воды с посто нным напором через оба кольца, замер ют расход воды по внутреннему кольцу и определ ют коэффициент фильтрации 1 илThis invention relates to hydrogeology. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the filtration coefficient. Before the beginning of the study, water is poured with increasing pressure in time into the gap between the inner and outer rings, which are buried in the ground and concentrically located, until the ground surface is completely soaked over the area of the inner ring. Filtering water with a constant pressure through both rings, measuring the flow rate of water along the inner ring, and determining a filtration coefficient of 1 or more.

Description

Изобретение относитс  к области гидрогеологии .This invention relates to the field of hydrogeology.

Цель изобретени  - повышение точности определени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of determination.

На чертеже приведена схема дл  осуще ствлени  способа.The drawing shows a scheme for carrying out the method.

На чертеже прин ты обозначени : грунты 1 зоны аэрации, шурф 2, внутреннее кольцо 3, наружное кольцо 4, быстросъемный оголовок 5 кольцевой с патрубком дл  присоединени  водоподающих труб 6, дебито- мер 7, устройство 8 дл  замера величины напора (давлени ) воды, направление 9 движени  воды под возрастающим давлением, направление 10 движени  вод под дном внутреннего кольца под действием капилл рного подсоса.In the drawing, the following designations are accepted: soils 1 of the aeration zone, hole 2, inner ring 3, outer ring 4, quick-release cap 5 annular with branch pipe for connecting water supply pipes 6, flowmeter 7, device 8 for measuring water pressure (pressure), direction 9 of water movement under increasing pressure; direction 10 of movement of water under the bottom of the inner ring under the action of capillary suction.

Дл  осуществлени  способа в шурф 2 концентрически устанавливаетс  два разного диаметра кольца 3 и 4 путем задавлива- ни  их на определенную глубину в дно шурфа 2. К верхней части внутреннего 3 иFor the implementation of the method, two different diameters of rings 3 and 4 are concentrically installed in hole 2 by pushing them to a certain depth to the bottom of hole 2 to a certain depth.

нар/жного 4 колец первоначально присое дин етс  на герметичной основе быстро сьемный кольцевой оголовок 5. имеющей вверху патрубок с резьбой, к которому присоедин етс  водоподающа  труба 6 дт  подвода под возрастающим давлением воды с последующим фильтрационным просачиванием ее в грунты зоны аэрации и боковым растеканием. Поддействием капилл рного подсоса, усиливаемого возрастающим во времени напором фильтрующейс  вниз воды, при наличии с глубиной постепенного сближени  диаметрально противоположных точек кольцевого потока поровые воды вытесн ют воздух из перового пространства снизу вверх, что обеспечивает полное вытеснение пузырьков воздуха из пор грунтов После по влени  полного замачивани  на поверхности дна шурфа 2, под внутренним кольцом 3, нагнетание воды в водоподвод - щую трубу 6 прекращают и дожидаютс The outer 4 rings are initially attached on an airtight base to a rapidly removable ring head 5. having a threaded port at the top to which a water supply pipe of 6 dt is connected to the feed under increasing pressure of water, followed by filtration and lateral spreading. Under the influence of capillary suction, amplified by the increasing pressure of water filtering down over time, with diametrically opposite points of annular flow gradually coming closer to the depth, the pore water displaces the air from the first space from bottom to top, which completely displaces air bubbles from the pores of the soil. on the surface of the bottom of hole 2, under the inner ring 3, the injection of water into the water supply pipe 6 is stopped and waited

О CJ САAbout CJ SA

ОABOUT

стока воды из нее и оголовка 5 затем снимают оголовок 5 и приступают к проведению опыта по известной технологии с раздельной подачей воды на один и тот же уровень в пространство между внешним и внутренним кольцами и во внутреннее кольцо 3. По окончании опыта расчетным путем определ ют коэффициент фильтрации Кф, с использованием значени  площади поперечного сечени  внутреннего кольца 3 и де- бита воды, проход щей через это сечение.water flow from it and the tip 5 then remove the tip 5 and begin to conduct the experiment according to the known technology with a separate supply of water at the same level into the space between the outer and inner rings and into the inner ring 3. At the end of the experiment, calculate the coefficient filtering Kf using the value of the cross-sectional area of the inner ring 3 and the flow rate of water passing through this section.

При наличии сильно высушенных грунтов зоны аэрации и возникновени  при этом в них (на поверхности песчаных зеоен) во- доотталкивающих свойств, вызванных эффектом , обуславливающим гистерезис смачивани , дополнительно в дно шурфа 2 заглубл ют третье кольцо большего диаметра , чем кольцо 4, присоедин ют к верху ко- лец нового и кольца 4 герметично быстросъемный оголовок, аналогичный по конструкции оголовку 5, и подают по присоединенным к обеим оголовкам трубкам воду со всевозрастающим давлением, с более высокими темпами этого возрастани  по сравнению с оголовком 5 и в оголовок дополнительный . После полного замачивани  дна шурфа под пнутренним кольцом переход т к операци м, описанным выше.In the presence of highly dried soils, the aeration zone, and the water-repellent properties due to the wet hysteresis effect on them on the sandy zeoins, additionally add a third ring of larger diameter than ring 4 to the bottom of the hole 2. at the top of a new ring and ring 4, hermetically quick-detachable tip, similar in design to tip 5, and supply water with increasing pressure at the tubes connected to both ends, with a higher rate of compared with tip 5 and extra tip. After fully soaking the bottom of the hole under the inner ring, proceed to the operations described above.

В случае наличи  в верхней части фунтов 1 зоны аэрации возможных мелких аномалий фильтрационных свойств этих грунтов, например водоотталкивающих cry- стков песчаноглинистых пород, микротре- щиноватости и т.п., дл  установлени  имеютс  ли такие аномалии заглубл ют оба (или три) кольца на глубину пересечени  не менее двух разностей грунтов. Затем произ- вод т последовательно все операции и приемы , обеспечивающие замачивание грунтов под внутренним кольцом, до начала опыта. После чего снимают оголовок (оголовки) и углубл ют дно шурфаа по всей поверхности до достижени  нормальной глубины над дном основани  колец, отбирают образцы грунта на водно-фильтрационные визуальные и лабораторные наблюдени  и исследовани , после того провод т по установленной методике опыт по определению необходимых дл  расчета Кф основных параметров, параллельно определ   по отобранным образцам визуально и лабораторным путем дополнительные данные. По результатам определени  внос т необходимые расчетные поправки в определение Кф или же провод т повторные опыты по определению основных гидрогеологических параметров .In the case of the aeration zone in the upper part of the pound 1, there are possible small anomalies of the filtration properties of these soils, for example, water-repellent crys of sandy clayey rocks, micro-fractures, etc., to determine whether such anomalies contain both (or three) rings on the depth of intersection of at least two soil differences. Then, all operations and procedures are performed consistently that ensure the soaking of soils under the inner ring before the start of the experiment. After that, the top cap (head cap) is removed and the bottom of the hole is deepened over the entire surface to reach the normal depth above the bottom of the base of the rings, soil samples are taken for water filtration visual and laboratory observations and studies, after which, according to the established methodology, calculation of Kf of the main parameters, in parallel determined by selected samples visually and by laboratory means additional data. According to the results of the determination, the necessary computational corrections are made in the determination of Kf or the experiments are repeated to determine the main hydrogeological parameters.

Пример Рассмотрим выполнение изобретени  с применением третьего дополнительного кольца. За основу берем два стандартных кольца диаметром 500 и 250 мм, высотой 200 мм конструкции Н.С. Нестерова. Третье кольцо может быть расположено снаружи большего по диаметру кольца, между большим и меньшим и внутри меньшего.Example Consider carrying out the invention using a third additional ring. For the basis we take two standard rings with a diameter of 500 and 250 mm, height 200 mm, design NS Nesterov. The third ring may be located outside the larger diameter of the ring, between the larger and smaller, and within the smaller one.

Выбираем последний случай из расчета сравнительно небольшой мощности горных пород зоны аэрации, предстатенных супес ми и суглинкамиWe choose the latter case from the calculation of the relatively small thickness of the rocks of the aeration zone, presented by sandy loams and loams

Значение коэффициентов фильтрации дл  этих пород составл ет соответственно 0,1-0.5 и 0,01-0,1 м/сут, скорость подъема (продвижени ) капилл рных вод при высоте 30-40 см равн етс  17-14 и 16 12 см/ч, а при высоте 50- 100см - 9-3,1 и 5 0 2.8 см/ч, наибольша  скорость подъема отмечена при высоте 20-30 гм и составл ет 31 17 и 26-16 см/ч.The value of the filtration coefficients for these rocks is 0.1-0.5 and 0.01-0.1 m / day, respectively; the rate of rise (advancement) of capillary waters at a height of 30-40 cm is 17-14 and 16 12 cm / h, and at a height of 50-100 cm, 9-3.1 and 5 0 2.8 cm / h, the highest ascent rate was noted at a height of 20-30 gm and was 31 17 and 26-16 cm / h.

Внутреннее кольцо рассматриваемого в качестве примера устройства равн етс  200 мм среднего 250 мм наружного 500 мм; высота каждого из трех колец 200 мм. Кольца перед началом опыта снабжаютс  съемным оголовком, раздел ющим про- сгранстпо между внутренним и средним кольцами средним и внутренним на две изолированные камеры открытые внизу и содор-мщие в верху патрубки дл  присоединени  подо подающих трубокThe inner ring of the device considered as an example is 200 mm, the average 250 mm outer 500 mm; The height of each of the three rings is 200 mm. Before the start of the experiment, the rings are provided with a removable head that separates the space between the inner and middle rings of the middle and inner rings into two insulated chambers open below and the upper pipes that connect to the bottom of the feed tubes.

Кольца снабженные оголовком задав- ливают в дно специально подготовленного дл  опыта шурфа на глубину более половины высоты колец дл  примера 175 мм. За- гем обе камеры заполн ютс  водой, включа  присоедин емые к патрубкам водо- подпющиетрубки, соедин емые, в свою очередь с двум  самосто тельными насосными системами, снабженные регул торами и датчиками напора и дебитаRings fitted with a tip are set into the bottom of a hole specially prepared for the experiment to a depth of more than half the height of the rings for an example of 175 mm. Both chambers are filled with water, including water-supply pipes connected to the pipes, which in turn are connected with two independent pumping systems, equipped with regulators and pressure and flow sensors.

При одинаковой величине напора дебит воды, проход щей через кольцевой зазор между наружным и средним кольцами, в 7,3 раза превышает таковой чере чазор между средним и внутренним При увеличении относительно внутреннего КОЛЬЦРВГО зазора величины напора наружного кольцевого зазора , например, в два раза дебит во внешнем зазоре также увеличиваетс  в два раза и превышает 1,6 раза дебит во внутреннем зазоре; кинетическа  энерги  первого потока в 29,2 раза превышает кинетическую энергию второго Благодар  этому граница между внутренним и внешним потоками отклон етс  в осевом н праппгш-и Величина отклонени  в угловом пнрижгиии достигает полной величины угла ,иш 6° НаWith the same pressure head, the flow rate of water passing through the annular gap between the outer and middle rings is 7.3 times higher than that between the middle and inner rings. When increasing the relative annular clearance of the outer annular gap relative to the internal COLTED gap, for example, twice the flow rate the external gap also doubles and exceeds 1.6 times the flow rate in the internal gap; The kinetic energy of the first flow is 29.2 times the kinetic energy of the second. Due to this, the boundary between the internal and external flows deviates in axial flow and the deviation in the angle of penetration reaches the full value of the angle, ish 6 °

внутренней границе внутреннего кольцевого потока этот угол достигнет 9°.the inner boundary of the inner annular flow, this angle will reach 9 °.

Исход  из последнего, противоположные струи потока (в диаметральном разрезе ) сомкнутс  согласно расчета на глубине 0,63 м,Starting from the latter, the opposite streams of flow (in diametrically cut) are connected according to the calculation at a depth of 0.63 m,

С учетом прин тых конкретных значений диаметров внутреннего и среднего кольца (200и 250 мм, зазор на сторону 25 мм) и величины заглублени  колец (175 мм) максимальна  длина капилл рного канала до поверхности земли составл ет 200 мм Врем  полного прохождени  капилл рной воды по пути этой длины должно быть несколько больше времени фильтрации воды во внутреннем кольцевом зазоре до полного смыкани  противоположных струй (глубина 0,63 м).Taking into account the specific values of the diameters of the inner and middle ring (200 and 250 mm, 25 mm clearance) and the depth of the rings (175 mm), the maximum length of the capillary channel to the surface of the earth is 200 mm. The complete passage of capillary water along the path this length should be somewhat longer than the time of filtration of water in the inner annular gap until the opposite jets are completely closed (depth 0.63 m).

Берем в качестве примера фильтрацию воды в суглинках - Кф 0 1 м/сут (фракции 0,01-0,005 мм). Расчетное врем  фильтра ции дл  этого случа  должно быть (скорость капилл рного движени  0,125 см/ч) не более 5 ч. При гидравлическом уклоне, равном 1, врем , необходимое дл  фильтрации на глубину 0,63 м, составл ет не менее 6 сут. Дл  обеспечени  величины не более 5 ч необходимо создать гидравлический уклон соответственно равный Kin м избыточного столба воды Избыточное/пвч f п. поди г зазоре между Hapv-кным и вну кольцами должно пр .вь Шс.ть Т КООР- ни внутреннем зазоре в 1 7 3 ,г пот, полностью исключить в/к1 жи , м,, II еа потока на его границу с uiieimuv; i orot Это соответствует во внешн -т ч- р HI чине избыточного даолени i .We take as an example the filtration of water in loams - Kf 0 1 m / day (fraction 0.01-0.005 mm). The estimated filtration time for this case should be (capillary speed of 0.125 cm / h) not more than 5 hours. With a hydraulic slope of 1, the time required for filtration to a depth of 0.63 m is at least 6 days. To ensure a value of not more than 5 hours, it is necessary to create a hydraulic slope correspondingly equal to Kin m of an excess water column. The excess / PVH f p. Below the gap between the Hapv and the inner rings should be in the internal gap of 1 7 3, g sweat, completely exclude w / wi, m, II, ea flow on its border with uiieimuv; i orot This corresponds in the external HI to the rank of excessive aspiration i.

Наращивание давлени  , , ода поды во внешнем и внутренне - зазс ,j ведут одновременно в нарпст,,,ои4сг-. ге- пе,одо- стижени  указанных значен in и 0ыточного столб  воды в первом и втором кгпчце пм зазорах, не допуска  резких ко .-баний ,г бита и его увеличени  или спадг. и видер «и ва  преобладание напора по внеи:ч;м зазореThe pressure build-up,, ode podody in the external and internal - zazs, j lead at the same time to the narpsts ,,, oy4sg-. Hepe, approvals of the indicated values are in and 0-piped water column in the first and second kgpc PM gaps, not allowing sharp bridges, r-bits and its increase or decrease. and Vider "and wa predominance of pressure on the outside: h; m gap

После по влени  замачизл т  по гсой поверхности пнутренкего кольца 01клю ют подачу воды в обе камеры сиг-ловка пе- монтируют водоподающио .рубки л оголовок, открыва  тем слмым доступ к дну шурфа между внутренним и наружным ops цами;. углубл ют дно шурф внутри вн/i реннего кольца и между вн гренним и средним, а также при большой изменчиво сти литологического состава суглинков по площади между средним и большим остал, ной площади дна шурфа (дл  изучени  характера изменчивости состав а по вертикали) на глубину 0 75 м дл  изучени After the occurrence, the entire surface of the inner ring 01 is covered over the entire surface of the water supply and the water supply to both chambers of the sigilant is repaired by the water supply pipes and the openings, opening the access to the bottom of the hole between the inner and outer shafts; the bottom of the hole is deepened inside the inner ring of the inner ring and between the inside and the middle and also with a large variability of the lithological composition of loams in the area between the middle and large remaining area of the hole bottom (to study the nature of the variability of the composition a vertically) to a depth of 0 75 m to study

литологической неоднородности пород, степени замачивани  и (идрофильности отбирают по меридиональному разрезу образцы пород и направл ют их в лабораторию дл  соответствующих исследований, количество образцов и место их отбора выбирают, исход  из конкретных условий; оборудуют пространство внутрг внутреннего кольца и между внутренним и средним кольцами двум  регул торами дл  подачи воды, например , сосудами Мариотта, дно среднего и внутреннего колец покрывают песком или мелким гравием слоем 1-2 см, включают регул торы и поддерживают во внутреннем кольце и между внутренним и средним высоту сло  воды 10 см; опыт ведут до стабилизации расхода воды через внутреннее кольцо; дл  повышени  точности расчетов рекомендуетс  осуществл ть замеры скорости просачивани  по скорости падени  уровн  в шурфе при отключенном питании на врем  замеров, дл  каждого такого замера достаточно снижение уровн  на 2-4 см. Существует несколько способов обработки данных наливов в шурфы,основанных на законе Дарси Пренебрега  капилл рным давлением, которое вносит погрешность в определение Кф менее 20%, и принима  в процессе длительной инфильтрации напорный гр Плизкнм к единице коэффициент фильгрэрп можно onptT- пи i ь при известном пас с- потока ипи скорое i и питона по формул ;lithological heterogeneity of rocks, degree of soaking, and (idrofilnosti take samples of rocks along the meridional section and send them to the laboratory for relevant studies, the number of samples and the place of their selection are selected based on specific conditions; equip the inner ring of the inner ring and between the inner and middle rings regulators for water supply, for example, with Mariotta vessels, the bottom of the middle and inner rings are covered with sand or fine gravel with a layer of 1-2 cm, include regulators and support the inner ring and between the inner and the average height of the water layer 10 cm; experience leads to stabilization of water flow through the inner ring; to improve the accuracy of calculations, it is recommended to measure the infiltration rate by the rate of drop in the pit with the power off for the measurement time, for each such measurement a reduction in the level of 2–4 cm is sufficient. There are several ways to process the loading data in the pits based on the Darcy Nerebrega law with capillary pressure, which introduces an error in the definition of e 20% and in the process taking a long pressure infiltration c Plizknm unit filgrerp coefficient can onptT- pi i s c at a known flow FPI pass fast i and python by formulas;

QQ

КфKf

WW

где v CKPC -CTL, т -дчиьчнин воды но внутреннем кольчеwhere v CKPC is CTL, t is dichichnin water but inner ring

W площади внутренншс К1л&ца (ппс- щчдь фильтг.ции1W area internal K1l & tsa (pps-shchdt filterg.tsii1

Г1 - стьси зироравшийсн i троцессе HIT на расход оциG1 - the standard of the HIT i

Так, в рчс(,г- чтривйемом гоимер-з приSo, in RChs (, r-honored gaimer-s with

0- 0,003 м3/су; К ь ГПСТР-ИТ 0,095 м/сут.0- 0.003 m3 / s; KSSTR-IT 0.095 m / day.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ оп деленич i o -ффицие.нта Чшьтрации грунтов эо.чь1 аэрации включа- юций фильтрац к, воды с пост: .иным напором через аглубленгые в грунт t онцентрическг расположеннь с- до;) кольца равного диаметра замер расхода воды по внутреннему кольцу и г.тредетение поданным исследовани  коэффициента фильтрации , отличающийс  тем. что, с целью повышени  точности определени , передThe invention of the method of dividing io -fiqe.nta Soil drainage eo.ch1 aeration including filtrats to, water with a post: with a different pressure through agrofounding into the soil t centrically located at the center; and the filtering submitted a study of the filtration coefficient, differing in that. that, in order to improve the determination accuracy, before 1ачалом исследовани  ведут налив воды с возрастающим во времени нг-поромв зазор между внутренним и внешним кольцами до полного замачивани  поверхности грунта ia площади внутреннего ю ibuaOn the first step of the study, water is poured with a time-increasing ng-gap in the gap between the inner and outer rings until the ground surface is soaked ia of the area of the inner ibua
SU884641936A 1988-11-29 1988-11-29 Method of determining seepage factor of soils of aeration zone SU1633107A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884641936A SU1633107A1 (en) 1988-11-29 1988-11-29 Method of determining seepage factor of soils of aeration zone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884641936A SU1633107A1 (en) 1988-11-29 1988-11-29 Method of determining seepage factor of soils of aeration zone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1633107A1 true SU1633107A1 (en) 1991-03-07

Family

ID=21424888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884641936A SU1633107A1 (en) 1988-11-29 1988-11-29 Method of determining seepage factor of soils of aeration zone

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1633107A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Клименов П.П., Кононов В.М. Методика гидрогеологических исследований, - М.: Высша школа, 1978, с. 140-142. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105804059B (en) Drilling pouring pile hole device and method
US20210404295A1 (en) An exploiting method and device of marine facies natural gas hydrate
CN104952326B (en) Two-layered medium water-air two phase flows analogue experiment installation and its application method
CN206223619U (en) A kind of permeability coefficient of cement soil tester
JP2015045527A (en) Water permeability testing device
CN107121533A (en) A kind of experimental rig and its application method for simulating earth's surface SEA LEVEL VARIATION and alternation of wetting and drying
EP1803893A1 (en) Method of installing horizontal drains for collecting seawater
SU1633107A1 (en) Method of determining seepage factor of soils of aeration zone
CN110579372B (en) Novel undisturbed soil column sampling device and use method thereof
CN106644835A (en) Determining device and method of chloride ion vertical diffusion coefficient under different hydraulic gradients
US6957573B2 (en) Vadose zone water fluxmeter
CN107064463A (en) Buried soil column leaching device
CN214374138U (en) Nondestructive in-situ permeability testing device suitable for cemented soil
CN102350150B (en) Filter pipe for suction and discharge of biogas-containing stratum gas
CN113655199B (en) Soil leaching in-situ monitoring test device and method capable of achieving layered sampling
KR20000013204U (en) Hydraulic conductivity measuring device for underground impermeable soil samples
CN106592545B (en) A kind of drainage system for watery side slope
Dukhovny et al. Controlled subsurface drainage as a strategy for improved water management in irrigated agriculture of Uzbekistan
CN110439550B (en) Tilting soil sampling system
CN113250141A (en) System and method for adjusting osmotic water pressure inside slope with water level change
CN217520794U (en) Decide layer quality of water sampling well
KR101200103B1 (en) Grouting adjustable gravity
RU2065938C1 (en) Method of developing oil pool
CN218673818U (en) Water level real-time measuring device for double-ring water seepage test
SU1677628A1 (en) A method of determining ground percolation coefficient