- •Минобрнауки россии
- •Руководитель практики:
- •Тула 2015 Содержание
- •Введение
- •1.1 Стратиграфия и литология
- •1.2 Тектоника и карст
- •1.3 Полезные ископаемые
- •2. Горный компас
- •3. Геологические маршруты
- •3.1 Геологическая деятельность рек Правый берег долины реки Упы в районе Криволучья
- •Маршрут № 2
- •3.2 Фалдинский карстовый провал
- •Маршрут № 3
- •3.3 Демидовский песчаный карьер
- •4.Музей эталонных образцов Тульского нигп
- •5.Инженерно-геологические исследования грунтов
- •5.1 Исследование гранулометрического состава и фильтрационных свойств песчаных грунтов Скважность и гранулометрический состав
- •Классификация пород по грансоставу
- •Гранулометрический анализ
- •Порядок выполнения работы
- •Построение графиков гранулометрического состава
- •5.2 Определение механического состава почвы
- •Порядок выполнения работы:
- •5.3 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке спецгео
- •6.Маршрут №2 Изучение строительных и облицовочных камней г.Тулы
- •7. Охрана окружающей среды
- •8. Заключение
- •9. Список используемой литературы
Порядок выполнения работы:
1. Для начала мы взяли образец почвы, выданной преподавателем, и увлажнили его до состояния теста;
2. Попытались скатать из полученного образца жгут диаметром 1 см;
3. Не обнаружив на данном жгуте трещин, мы попытались свернуть образец в кольцо;
4. На полученном кольце мы обнаружили небольшие трещины;
5. Сопоставив с уже изученными нами данными о характерном состоянии различных типов почв, определили тип нашей почвы- тяжелый суглинок.
На фотографиях 4.1-4.2 показан процесс определения нами механического состава почвы.
Рисунок 5.1 Определение механического состава почвы
Рисунок 5.2 Определение механического состава почвы
5.3 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке спецгео
Водонепроницаемость пород, то есть способность пропускать воду, зависит от размера пустот, трещин. При одинаковой пористости водонепроницаемость обратно пропорциональна удельной боковой поверхности пор породы. Удельная поверхность возрастает с уменьшение эффективного диаметра частиц, зависит от неоднородности и содержания глинистого вещества. Гидравлические методы оценки пористости основаны на измерении объема профильтровавшейся воды через единичное сечение породы за определенный отрезок времени. В лабораторных установках для измерения интенсивности фильтрационного потока обычно используют ламинарные параллельноструйчатые потоки жидкости, без разрывов, пульсаций, подчиняющиеся закону Дарси.
Закон Дарси экспериментально устанавливает линейную зависимость между скоростью фильтрации V и градиентом упора J, обуславливающего фильтрационный поток.
V=K*J,
где K - коэффициент фильтрации.
Гидравлический градиент:
J=(H1-H2)/(X1-X2)=dh/dx
Если J=1, то V=K, то есть единицы измерения коэффициента фильтрации и скорости фильтрации одинаковы.
Скорость фильтрации V определяется как расход фильтрационного потока Q через единичную поверхность F:
V=Q/F
Расход потока измеряется в м3/сут , см3/с. Если площади потока измеряются в м3 или см3, то скорость фильтрации будет измеряться м/сут или см/сек. Такова же единица измерения и коэффициента фильтрации.
Вязкость воды изменяется в зависимости от температуры, поэтому необходимо полученные в результате опытов значения коэффициента фильтрации приводить к одной температуре, то есть к 100С. Это осуществляется введением температурной поправки,
τ = 0,7-0,003*t0
тогда приведенный к 100С коэффициент фильтрации определим так:
K10=Kt/τ=Q/(F*J*τ)=V/(F*J*t*τ)
где V - объем профильтровавшейся воды за время t (сут.,с), м3 или см3.
В зависимости от значений коэффициента фильтраций фунты классифицируются на следующие:
Водонепроницаемые (К<0,001 м/сут - глины, аргилитты, суглинки).
Слабопроницаемые (0,001<К<0,01 - глинистые пески, суглинки).
Полупроницаемые (0,01<К<0,2 - супеси, легкие суглинки).
Водопроницаемые (0,5<К).
Трубка СПЕЦГЕО состоит из мерного сосуда Мариотта 1, металлического цилиндра 2, в который засыпается исследуемый грунт, закрывающегося сверху и снизу крышками 3 и 4 с галунными сетками, через которые свободно проходит вода; крышки имеют резиновый уплотнитель.
Сосуд Мариотта заполняется водой и устанавливается на верхнюю крышку отверстием вниз. Если уровень воды понижается, то поверхностным натяжением перекрывается поступление воздуха в сосуд. Как только вследствие инфильтрации воды в песке уровень понизится, происходит снижение уровня воды в сосуде Мариотта, напор цилиндре остается постоянным.
Количество профильтровавшейся воды V в определенный отрезок времени t определяется по шкале, нанесенной на поверхность сосуда Мариотта, одно деление которой соответствует 1см. Поперечное сечение цилиндра с пробой грунта = 25 см(обозначено на верхней поверхности).
Порядок выполнения работы:
На металлическую трубку 2 надевают крышку и засыпают песок небольшими порциями, уплотняя через каждые 2 см.
Запаленный песком до верхнего края обреза цилиндр устанавливается в банку с водой для насыщения грунта водой снизу вверх(по капиллярам). Замачивание наливом сверху недопустимо. так как при этом возможно защемление в порах пузырей воздуха и уменьшение площади сечения потока, что искажает результаты измерений.
После пропитывания водой поверхности пробы трубка заполняется песком на уровне верхнего среза и закрывается верхней крышкой.
Установив пробу в банку для сбора профильтровавшейся жидкости, полностью заполняют сосуд Мариотта водой и, закрыв указательным пальцем отверстие, быстро опрокидывают и устанавливают отверстием вниз в пружинных зажимных крышки.
Фильтрация начинается с момента появления первых мелких пузырьков воздуха. После снижения уровня воды в мерном сосуде на 5-10 делений можно приступить к производству первых замеров. Рекомендуется записывать время просачивания 10 или 20 см воды. При этом последовательно производятся 3-4 замера (например, время прохождения между делениями 90-70, 70-50, 50-30 и тд).
Если разница в расчетах не превышает 10%, то такие измерения считаются качественными, если расхождение больше, то опыт повторяется.
Ниже на фотографиях 4.3-4.4 показано экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов.
Рисунок 5.3 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке СПЕЦГЕО
Рисунок 5.4 Экспериментальное определение фильтрационных свойств песчаных грунтов в трубке СПЕЦГЕО
№ опыта |
Время опыта t,сек |
Отчет по мерному сосуду |
Кол-во профитр. Воды Q, см3 |
Коэфф. Фильтрации KT=Q/t
|
Температура T, 0C |
Темп. Поп- Равка Ƭ=0,7 +0,03 T |
Коэфф. Фильтрации T=100 |
Коэфф. Фильтрации К=К10· 864 м/сут | |||
Нач |
Кон | ||||||||||
1 |
21 |
60 |
50 |
10 |
0,019 |
12 |
10 |
0,0019 |
1,64 | ||
2 |
20 |
50 |
40 |
10 |
0,02 |
12 |
10 |
0,002 |
1,73 | ||
3 |
18 |
40 |
30 |
10 |
0,022 |
12 |
10 |
0,0022 |
1,9 | ||
|
Средние показатели |
10 |
0,0203 |
12 |
10 |
0,00203
|
1,76 |
Рисунок 5.5 Лабораторная 1
Рисунок 5.6 Лабораторная 2