Способ определения водопроницаемости грунтов взрывонабросных плотин

Способ определения водопроницаемости грунтов взрывонабросных плотин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, к возведению взрывонабросных плотин из крупнообломочных грунтов, преимущественно плотин с большой крупностью фракций. С целью повышения точности и снижения трудоемкости определения водопроницаемости грунтов проводят опыты в фильтрационных трубах при различных градиентах напора (от нуля до натурного в плотине) с модельными смесями. Смеси получают отсевом из натурного грунта фракций крупнее 60 мм, в которых содержание мелкозема (фракций *985MM) ВАРьиРуЕТСя OT 0 дО 40%, пОСлЕ чЕгО КОэффициЕНТ фильТРАции и пОКАзАТЕль РЕжиМА РАССчиТыВАюТ пО пРиВЕдЕНыМ B ОпиСАНии фОРМулАМ. 1 фиг., 4 ТАбл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Р1) G 01 N 15/08

;ibN(3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4289442/23-25 (22) 24. 07.87 (46) 15.05.90. Бюл. 9 18 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзногоо проектно-изыскательско ro и научно-исследовательского института "Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) Г,Н.Петров, В.Ф,Корчевский и Ф.Ç.Хусанходжаев . (53) 663,63.067(088.8) (56) Избаш С.В. О фильтрации в крупнозернистом материале. Известия ВНИИГ, т. 1, l931, с. 120-122.

Минц Д.В., Шуберт С.А. Гидравлика зернистых материалов. М. . Минкомунхоз, 1955, с. 147-149. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУНТОВ ВЗРЫВОНАБРОСНЫХ ПЛОТИН

Изобретение относится к гидротехническому строительству, точнее к возведению взрывонабросных плотин из крупнообломочных грунтов, Г

Целью изобретения является повышение точности путем учета толщины пограничного слоя и снижение трудоемкости определения водопроницаемости грунтов взрывонабросных плотин с большой крупностью фракций.

На чертеже представлен график зависимости коэффициента фильтрации К и показателя режима фильтрации от плотности f грунта при различном содержании мелкозема.

Способ осуществляют следующим образом.

„„SU„„1564522 А 1

2 (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству, к возведению взрывонабросных плотин Hs крупнообломочньтх грунтов, преимущественно плотин с большой крупностью фракций. С целью повышения точности и снижения трудоемкости определения водопроницаемости грунтов проводят опыты в фильтрационных трубах при различных градиентах напора (от нуля до натурного в плотине) с модельными смесями. Смеси получают отсевом из натурного грунта фракций крупнее

60 мм, в KQTopbgL содержание мелкозема (фракций (5 мм) варьируется от

0 до 40Х после чего коэффициент фильтрации и показатель режима рассчитывают по приведенным в описании формулам. 1 фиг., 4. табл

Из натурного грунта взрывонабросной плотины отсевают все фракции крупнее 60 мм и мельче 5 мм.

Модельные смеси (не менее 3) для, фильтрационных исследований составляют добавлением к этим остаткам разных количеств мелкозема (фракции менее S мм), например 10; 20; 30; 40Х, С каждой из этих модельных смесей проводят фильтрационные исследования в трубах при различных градиен- и тах напора I изменяющихся в пределах от 0 до ?макс Ф где?м,кс- м альиый . градиент напора во взрывонабросной

Н плотине (I = —; Н вЂ” полный напор макс J.

1564522

В результате сброса с высоты этот грунт уплотняется и, кроме того, дробится, в результате чего в нем уве- д5 личивается содержание мелких (5 мм) фракций. Водопроницаемость грунтов необходимо поэтому определить для всего диапазона изменения их зернового состава и плотности.

В табл. 2 приведены модельные смеси, используемые для определения водопроницаемости.

Опыты проводились .в фильтрационных трубах диаметром 400 мм, при максимальных натурных градиентах напоН ра, равных 0,2(- =0,2).

С каждой иэ смесей опыты проводились при разных плотностях их укладки.

В табл. 3 приведены значения плотностей и полученные в результате исследований эмпирические коэффициенты 45

АЬк и 3C„.

После этого определение коэффициентов А, В и из условия минимума уравнения K=I(2 Я (I„-AbкV<-ВСк к) -MHHmryM к 1

50 производилось графоаналитическим методом. Для этого для нескольких значений 6, (0,05; 0,01, 0,015, 0,02 см) вычислялись значения Ь к и с к по приведенным формулам, после чего .с учетом табл. 3 рассчитывались на плотину, Ь вЂ” длина плотины по рус; лу) °

На основании этих опытов определяют зависящие от конкретных особенностей грунтов коэффициенты А, В и

Расчет их производят из условия минимума .функции

Кюй Ю 2 (к -АЬKVKj -ВСк к1 ) -минимум, к где Т„- градиент напора, V — скорость фильтрации;

Ab к, ВС к — эмпирические коэффициенты;

К - номер опыта, 15

Пример. Для проектирования взрывонабросной плотины высотой 275 м необходимо определить водопроницаемость грунтов.

В табл. 1 приведен первоначальный состав грунтов.

Способ определения водопроницаемости грунтов взрывонабросных плотин, включающий приготовление модельных смесей, загрузку их в фильтрационные трубы и определение скоростей фильтрации в них при градиентах от нуля до натурного в плотине I отличающийся тем, что, с целью повьппения точности путем учета толщины пограничного слоя и снижения трудоемкости определения водопроницаемости грунтов взрывонабросных плотин, готовят не менее трех модельных смесей с содержанием мелкозема 0-40Х а расчет коэффициента фильтрации К и показателя режима фильтрации Ы производят по формулам.Д-ъ .1п 2

1+а? макс -1

К вЂ” >. (I-n) (1-n) —, (1+ -.-) х, ЗА г (P; 2Ь е1 вр Da Di

Е)) 2З макс Ь a Хчакс еь е)) 2 ж($+2aI 1) х (!+а1цд„,-))

B P g (1- (I-п) (Р, (1+ —,)

Г 2Ь мЗ

5< 1

)08À pp (I-и) » — (I+ — ) )

D В коэффициент., характеризующий состав грунта; пористость грунта; толщина пограничного слоя; содержание в натурном грунте фракций размером О, ; максимальный градиент на» пора в плотине (I = -)

Н макс 1, и

Р!. (()(а ко значения А и В, соответствующие принятым значениям Ь

Для каждого из принятых значений производился расчет коэффициента вариации параметров А и В, для чего на графике зависимости этих коэффициентов вариации от Ь определялось значение последнего, соответствующее общему их минимуму. По найденному таким образом значению и определялись значения А и В, как средние для всех опытов. Полученные таким образом величины A,,А и В приведены в табл.4

С учетом известного максимального градиента напора проектируемой плотины (I® с=0,2) эти значения решают поставленную задачу, Формула изобретения

6 (l-n„) " (1+ — -)

D к як

g ()- () -п„)тф,, (+ — -) )

0), 1564522 где D

Ki пк толщина пограничного слоя воды на частицах грунта (слой вытеснения); плотность воды; ускорение силы тяжести.

pgPl-(1-n„)KP (1+ — -) )

Рк

Таблица 1

Диаметр фракции, мм

20 <40 с 80 (150 (300

Показ атель

<5 <10 с500 <1000

Содержание в натурном грунте фракции размером dg,%

8,0 15,5 26,0 37,0 54,0 75,5 84,0 91,5 100

Таблица 2

Гранулометрический состав, %

1 (Смесь, llg

5 мм 5-10 мм 10-20 мм 20-40 мм 40-60 мм

20 .16

30 18

40 18

22

2l

21

21

21

k% I

Таблица 3 от

ВС

IIt M> т/м АЪ „, сут/м

Смесь, 1)g

3 563 ° 10

4,2 10

5,11 10

7,847 ° 10

7,54 10

2,044 10

3,276 10

3,414" 10

4, 138:10

5,234 10

1,713

1,782

1,832

1,571

1,833

Н вЂ” полный напор на плотину;

04 длина плотин61 по руслу;

A, — коэффициенты, которые опфеделяют по результатам.испытаний модельных смесей из условия минимума функций.

j--)) k--м и 2 (Тк -АЪкЧк -ВскЧк ) -минимум, 3=! к-1

" ") " к) где N=1,2,...,k — ко личество опытов, проведенных с разными модельными смесями при разных градиентах;

V ° — соответственно градиенты на- 15

К1 К1 пора и скорОсти фильтрации в отдельных опытах;

36р(1-n„) pK . (1+ --)g аГ - Ук, 2Ь 1

Ъ

"1Пк. В„, 3 размер д-й фракции для k-го опыта;

ВязкОсть ВОды1 пористость -грунта в k-м опыте;

6 — содержание в модельной смеси частиц с размером Dl, (для опыта с номером k) 1564522

Продолжение табл.3

3,468 !О

4,405 ° 10

8,93 10

1,253 10

1 932 10

1,897

1 971

1,80

1,891

Ф .Таблица4 в

А см

0,670

8,322

0,015

/8 8 20 О Z2 ZZ Р, ПЛаяиоеяь у IЖ т

Составитель Е.Карманова

Техред N.Ходанич, - Корректор С.Шекиар Редактор Т.Парфенова Подписно е

Тираж 499

Заказ 1155

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 »