柱状管水渗透系数计算的数值方法
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步伐之阿布丰王创作1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理.试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验陈说.单孔抽水试验应提交抽水试验综合功效表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水功效、水质化验功效、水文地质计算功效、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等.并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图.多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图.群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等.注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地域要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变动对抽水孔水位变动的影响.多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要功效及其质量评述和结论.2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采纳Dupuit 公式法和Thiem公式法.(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中 K——含水层渗透系数 (m/d);Q——抽水井流量 (m3/d);sw——抽水井中水位降深 (m);M——承压含水层厚度 (m);R——影响半径 (m);H——潜水含水层厚度 (m);h——潜水含水层抽水后的厚度 (m);rw——抽水井半径 (m).(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度 (m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别即是初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2.其余符号意义同前.以后水井中的降深较年夜时,可采纳修正降深.修正降深s’与实际降深s之间的关系为:s'=s-s2/2H.3.非稳定流抽水试验求参方法3.1承压水非稳定流抽水试验求参方法(1)Theis 配线法在两张相同刻度的双对数坐标纸上,分别绘制Theis 标准曲线W(u)-1/u 和抽水试验数据曲线s-t,坚持坐标轴平行,使两条曲线配合,获得配合点M的水位降深[s]、时间[t]、Theis井函数[w(u)]及[1/u]的数值,按下列公式计算参数(r为抽水井半径或观测孔至抽水井的距离):以上为降深——时间法(s-t).也可以采纳降深---时间距离法(s-t/r2)、降深---距离法(s-r)进行参数计算.(2) Jacob 直线图解法当抽水试验时间较长,u= r2/(4at)<0.01时,在半对数坐标纸上抽水试验数据曲线s-t为一直线(延长后交时间轴于t0,此时s=0.00m),在直线段上任取两点t1、s1、t2、s2,则有(3)Hantush 拐点半对数法对半承压完整井的非稳定流抽水试验(存在越流量,K’/b’为越流系数),当抽水试验时间较长,u= r2/(4at)<0.1时,在半对数坐标纸上抽水试验数据曲线s-t,外推确定最年夜水位降深Smax,在s-lgt线上确定拐点Si = Smax/2,拐点处的斜率mi 及时间ti,则有(4) 水位恢复法当抽水试验水位恢复时间较长,u= r2/(4at)<0.01时,在半对数坐标纸上绘制停抽后水位恢复数据曲线s-t,在直线段上任取两点t1,s1,t2,s2,则有(5)水位恢复的直线斜率法当抽水试验水位恢复时间较长,u= r2/(4at)<0.1时,在半对数坐标纸上绘制停抽后水位恢复数据曲线s-t,直线段的斜率为B,则有3.2 潜水非稳定流抽水试验求参方法潜水参数计算可采纳仿泰斯公式法、Boulton法和Numan 法.(1) 仿泰斯公式法式中H0、hw——-初始水头及抽水后井中水头;W(u)——泰斯井函数;Q——抽水井的流量(m3/d);r——到抽水井的距离(m);t——自抽水开始起算的时间(d);T——含水层的导水系数(m2/d);T=Khm;hm ——-潜水含水层的平均厚度(m);K——含水层的渗透系数(m/d);A——_含水层的导压系数(1/d);m——潜水含水层的给水度.具体计算时可采纳配线法、直线图解法、水位恢复法等.(2)潜水完整井考虑迟后疏干的Boulton公式可根据抽水早期、中期、晚期的观测资料,采纳相应的方法计算参数.(3)Numan法对潜水含水层完整井非稳定流抽水试验,也可以采纳Numan模型求参,具体求参过程可参阅《地下水动力学》等教科书.4. 参数计算新技术新方法的应用采纳AQUIFERYTEST软件(图1)、数值模拟法(可采纳GMS、MODFLOW、FEFLOW等软件)以及肖长来教授提出的全称曲线拟合法(图2)等一些新的软件、方法确定水文地质参数,效果非常好.Conductivity:9.38E-2 m/d图1 AQUIFERYTEST软件求参图示图2 全称曲线拟合法求参图示5. 参数计算结果的验证上述参数计算结果的精度如何,取决于试验场地水文地质条件的概化,也取决于观测数据的精度.对所求得的参数,应将其代入相应的公式,通过比较计算降深与实测降深的差值,分析所求参数的精度及其可靠性和代表性,最终确定抽水试验场地的有代表性意义的参数值.方法(二)单孔稳定流抽水试验,当利用抽水孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:1 当Q~s(或Δh2)关系曲线呈直线时,1)承压水完整孔:(8.2.1-1)2)承压水非完整孔:当M>150r,l/M>0.1时:(8.2.1-2)或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:(8.2.1-3)3)潜水完整孔:(8.2.1-4)4)潜水非完整孔:当>150r,l>0.1时:(8.2.1-5)或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:(8.2.1-6)式中 K——渗透系数(m/d);Q——出水量(m3/d);s——水位下降值(m);M——承压水含水层的厚度(m);H——自然情况下潜水含水层的厚度(m);h——潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值(m);h——潜水含水层在抽水试验时的厚度(m);l——过滤器的长度(m);r——抽水孔过滤器的半径(m);R——影响半径(m).2 当Q~s(或Δh2)关系曲线呈曲线时,可采纳插值法得出Q~s代数多项式,即:s=a1Q+a2Q2+……anQn (8.2.1-7)式中 a1、a2……an——待定系数.注:a1宜按均差表求得后,可相应地将公式(8.2.1-1)、(8.2.1-2)、(8.2.1-3)中的Q/s和公式(8.2.1-4)、(8.2.1-5)、(8.2.1-6)中的以1/a1代换,分别进行计算.3 当s/Q (或Δh2/Q)~Q关系曲线呈直线时,可采纳作图截距法求出a1后,按本条第二款代换,并计算.单孔稳定流抽水试验,当利用观测孔中的水位下降资料计算渗透系数时,若观测孔中的值s(或Δh2)在s(或Δh2)~lgr关系曲线上能连成直线,可采纳下列公式:1 承压水完整孔:(8.2.2-1)2 潜水完整孔:(8.2.2-2)式中 s1、s2——在s~lgr关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m);——在Δh2~lgr关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m2);r1、r2———在s(或Δh2)~lgr关系曲线上纵坐标为s1、s2(或)的两点至抽水孔的距离(m).单孔非稳定流抽水试验,在没有补给的条件下,利用抽水孔或观测孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:1 配线法:1)承压水完整孔:2)潜水完整孔:式中 W(u)——井函数;S——承压水含水层的释水系数;μ——潜水含水层的给水度.2 直线法:当<0.01时,可采纳公式(8.2.2-1)、(8.2.2-2)或下列公式:1) 承压水完整孔:(8.2.3-5)水完整孔:(8.2.3-6)式中 s1、s2——观测孔或抽水孔在s~lgt关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m);——观测孔或抽水孔在Δh2~lgt关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m2);t1、t2——在s (或Δh2)~lgt关系曲线上纵坐标为s1、s2 (或)两点的相应时间(min).8.2.4单孔非稳定流抽水试验,在有越流补给(不考虑弱透水层水的释放)的条件下,利用s~lgt关系曲线上拐点处的斜率计算渗透系数时,可采纳下式:(8.2.4)式中 r——观测孔至抽水孔的距离(m);B——越流参数;mi——s~lgt关系曲线上拐点处的斜率.注:1 拐点处的斜率,应根据抽水孔或观测孔中的稳定最年夜下降值的1/2确定曲线的拐点位置及拐点处的水位下降值,再通过拐点作切线计算得出.2 越流参数,,从函数表中查出相应的r/B,然后确定越流参数B.8.2.5稳定流抽水试验或非稳定流抽水试验,当利用水位恢复资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:1 停止抽水前,若动水位已稳定,可采纳公式(8.2.4)计算,式中的mi值应采纳恢复水位的曲线上拐点的斜率.2 停止抽水前,若动水位没有稳定,仍呈直线下降时,可采纳下列公式:1)承压水完整孔:(8.2.5-1)2)潜水完整孔:(8.2.5-2)式中 tk——抽水开始到停止的时间(min);tT——抽水停止时算起的恢复时间(min);s——水位恢复时的剩余下降值(m);h——水位恢复时的潜水含水层厚度(m).注:1 当利用观测孔资料时,应符合当<0.01时的要求.2 如恢复水位曲线直线段的延长线欠亨过原点时,应分析其原因,需要时应进行修正.利用同位素示踪测井资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:(8.2.6-1)(8.2.6-2)式中 Vf——测点的渗透速度(m/d);I——测试孔附近的地下水水力坡度;r——测试孔滤水管内半径(m);r0——探头半径(m);t——示踪剂浓度从 N0变动到Nt所需的时间(d);N0——同位素在孔中的初始计数率;Nt——同位素t时的计数率;Nb——放射性本底计数率;a——流场畸变校正系数.方法(三)在单孔抽水试验中,由于没有观测孔,只能根据抽水试验未稳定前的水位,做出降深-半对数时间图,以图解法来求渗透系数或根据水位恢复数据,以图解法来求岩石渗透系数.像这种联解方程,想用数学推导法来求解,是非常困难的.涉及幂函数和指数涵数.如一矿山的抽水试验,涌水量为Q=1053吨/天,含水层厚度为m=241.3米,降深s=9.40米,抽水管径r=0.084米.经过化简和代入后为:k-0.085lgk=1.41113可以用逼进法,在excel里计算.如k=1时,左边的式子,其得数是小于1的,显然不符合方程.如k=3时,左边的式子,其得数是年夜于2的,显然也是不符合方程.如k=2时,左边的式子,其得数是介于1--2之间的,这样就界定了k值的年夜致范围然后再分别计算k=1.1 左边的式子k-0.085lgk=1.0965k=1.2,k-0.085lgk=1.19327k=1.3,k-0.085lgk=1.2903k=1.4,k-0.085lgk=1.38758k=1.5,k-0.085lgk=1.4850显然k值小于1.5,年夜于1.4.然后再这个区间继续计算k-0.085k的值,使之趋近于1.41113.在excel里,这种计算非常快捷.很快就可以得出k=1.4244R=112.12水文地质参数确定方法确定水文地质参数的方法一般分为经验数据法、经验公式法、室内试验法和野外试验法四种.供水水文地质勘察中主要采纳野外试验法,因为野外试验法求得的参数精确度较高.经验数据法根据长期的经验积累的数据,列成表格供需要时选用.渗透系数、压力传导系数、释水系数、越流系数、弥散系数、降水入渗系数、给水度和影响半径等都有经验数据表可查.在评估地下水资源时,水文地质参数常采纳经验数据.经验公式法考虑到某些基本规律列出的公式,并加上经验的修正.渗透系数、给水度等都可按经验公式计算,其值比选用经验数据的精确度要高.室内试验法在野外采用试件,利用试验室的仪器和设备求取参数.渗透系数、给水度、降水入渗系数等水文地质参数,可通过室内试验法求得.野外试验法利用野外抽水试验取得有关数据,再代入公式计算水文地质参数.其计算公式分稳定流公式和非稳定流公式.计算时根据含水层的状态(潜水或承压水)、井的完整性(完整井或非完整井)、鸿沟条件(傍河或其他鸿沟)、抽水孔状态(单孔抽水或带观测孔抽水)等条件选择.渗透系数、导水系数、压力传导系数、释水系数、越流系数、给水度和影响半径等,都可用野外抽水试验法求得较精确的数据.野外确定降水入渗系数还可采纳地下水均衡试验场的实测数据,一般精度较高.8.2 渗透系数8.2.1 单孔稳定流抽水试验,当利用抽水孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:1当Q~s(或Δh2)关系曲线呈直线时,1)承压水完整孔:(8.2.1-1)2)承压水非完整孔:当M>150r,l/M>0.1时:(8.2.1-2)或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:(8.2.1-3)3)潜水完整孔:(8.2.1-4)4)潜水非完整孔:当>150r,l>0.1时:(8.2.1-5)或当过滤器位于含水层的顶部或底部时:(8.2.1-6)式中K——渗透系数(m/d);Q——出水量(m3/d);s——水位下降值(m);M——承压水含水层的厚度(m);H——自然情况下潜水含水层的厚度(m);h——潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值(m);h——潜水含水层在抽水试验时的厚度(m);l——过滤器的长度(m);r——抽水孔过滤器的半径(m);R——影响半径(m).2当Q~s(或Δh2)关系曲线呈曲线时,可采纳插值法得出Q~s 代数多项式,即:s=a1Q+a2Q2+……a n Qn (8.2.1-7)式中a1、a2……a n——待定系数.注:a1宜按均差表求得后,可相应地将公式(8.2.1-1)、(8.2.1-2)、(8.2.1-3)中的Q/s和公式(8.2.1-4)、(8.2.1-5)、(8.2.1-6)中的以1/a1代换,分别进行计算.3当s/Q(或Δh2/Q)~Q关系曲线呈直线时,可采纳作图截距法求出a1后,按本条第二款代换,并计算.8.2.2单孔稳定流抽水试验,当利用观测孔中的水位下降资料计算渗透系数时,若观测孔中的值s(或Δh2)在s(或Δh2)~lgr关系曲线上能连成直线,可采纳下列公式:1 承压水完整孔:(8.2.2-1)2潜水完整孔:(8.2.2-2)式中s1、s2——在s~lgr关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m);——在Δh2~lgr关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m2);r1、r2———在s(或Δh2)~lgr关系曲线上纵坐标为s1、s2(或)的两点至抽水孔的距离(m).8.2.3单孔非稳定流抽水试验,在没有补给的条件下,利用抽水孔或观测孔的水位下降资料计算渗透系数时,可采纳下列公式: 1配线法:1)承压水完整孔:2)潜水完整孔:式中W(u)——井函数;S——承压水含水层的释水系数;μ——潜水含水层的给水度.2 直线法:当<0.01时,可采纳公式(8.2.2-1)、(8.2.2-2)或下列公式:1) 承压水完整孔:(8.2.3-5)水完整孔:(8.2.3-6)式中s1、s2——观测孔或抽水孔在s~lgt关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m);——观测孔或抽水孔在Δh2~lgt关系曲线的直线段上任意两点的纵坐标值(m2);t1、t2——在s (或Δh2)~lgt关系曲线上纵坐标为s1、s2(或)两点的相应时间(min).8.2.4单孔非稳定流抽水试验,在有越流补给(不考虑弱透水层水的释放)的条件下,利用s~lgt关系曲线上拐点处的斜率计算渗透系数时,可采纳下式:(8.2.4)式中r——观测孔至抽水孔的距离(m);B——越流参数;m i——s~lgt关系曲线上拐点处的斜率.注:1 拐点处的斜率,应根据抽水孔或观测孔中的稳定最年夜下降值的1/2确定曲线的拐点位置及拐点处的水位下降值,再通过拐点作切线计算得出.2 越流参数,应根据,从函数表中查出相应的r/B,然后确定越流参数B.8.2.5稳定流抽水试验或非稳定流抽水试验,当利用水位恢复资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:1停止抽水前,若动水位已稳定,可采纳公式(8.2.4)计算,式中的m i值应采纳恢复水位的曲线上拐点的斜率.2停止抽水前,若动水位没有稳定,仍呈直线下降时,可采纳下列公式:1)承压水完整孔:(8.2.5-1)2)潜水完整孔:(8.2.5-2)式中t k——抽水开始到停止的时间(min);t T——抽水停止时算起的恢复时间(min);s——水位恢复时的剩余下降值(m);h——水位恢复时的潜水含水层厚度(m).注:1 当利用观测孔资料时,应符合当<0.01时的要求.2 如恢复水位曲线直线段的延长线欠亨过原点时,应分析其原因,需要时应进行修正.8.2.6利用同位素示踪测井资料计算渗透系数时,可采纳下列公式:(8.2.6-1)(8.2.6-2)式中V f——测点的渗透速度(m/d);I——测试孔附近的地下水水力坡度;r——测试孔滤水管内半径(m);r0——探头半径(m);t——示踪剂浓度从N0变动到N t所需的时间(d);N0——同位素在孔中的初始计数率;N t——同位素t时的计数率;N b——放射性本底计数率;a——流场畸变校正系数.。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤要点
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中 K——含水层渗透系数 (m/d);Q——抽水井流量 (m3/d);sw——抽水井中水位降深 (m);M——承压含水层厚度 (m);R——影响半径 (m);H——潜水含水层厚度 (m);h——潜水含水层抽水后的厚度 (m);rw——抽水井半径 (m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度 (m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度 (m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤讲解
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
渗透系数——精选推荐
渗透系数⽤抽⽔试验确定渗透系数---转⾃青春飞扬搜狐博客1.抽⽔试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进⾏整理。
试验结束后,应进⾏资料分析、整理,提交抽⽔试验报告。
单孔抽⽔试验应提交抽⽔试验综合成果表,其内容包括:⽔位和流量过程曲线、⽔位和流量关系曲线、⽔位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复⽔位与时间关系曲线、抽⽔成果、⽔质化验成果、⽔⽂地质计算成果、施⼯技术柱状图、钻孔平⾯位置图等。
并利⽤单孔抽⽔试验资料编绘导⽔系数分区图。
多孔抽⽔试验尚应提交抽⽔试验地下⽔⽔位下降漏⽃平⾯图、剖⾯图。
群孔⼲扰抽⽔试验和试验性开采抽⽔试验还应提交抽⽔孔和观测孔平⾯位置图(以⽔⽂地质图为底图)、勘察区初始⽔位等⽔位线图、⽔位下降漏⽃发展趋势图(编制等⽔位线图系列)、⽔位下降漏⽃剖⾯图、⽔位恢复后的等⽔位线图、观测孔的S-t、S -lg t曲线[注]、各抽⽔孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域⽔位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽⽔要消除河⽔位变化对抽⽔孔⽔位变化的影响。
多孔抽⽔试验、群孔⼲扰抽⽔试验和试验性开采抽⽔试验均应编写试验⼩结,其内容包括:试验⽬的、要求、⽅法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽⽔试验求参⽅法求参⽅法可以采⽤Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽⽔孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜⽔完整井:式中K——含⽔层渗透系数(m/d);Q——抽⽔井流量(m3/d);sw——抽⽔井中⽔位降深(m);M——承压含⽔层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜⽔含⽔层厚度(m);h——潜⽔含⽔层抽⽔后的厚度(m);rw——抽⽔井半径(m)。
(2) 当有抽⽔井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽⽔井中⽔柱⾼度(m);h1、h2——与抽⽔井距离为r1和r2处观测孔(井)中⽔柱⾼度(m),分别等于初始⽔位H0与井中⽔位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
用单位出水量计算渗透系数
第一章 用单位出水量计算渗透系数的可行性研究概况在铁路建设中,为了提高预测生产井出水量的精度,同时不使用观测孔,又节省勘探费用和缩短勘探周期。
本文在搜集国内外关于单孔抽水试验计算渗透系数的理论公式和经验公式,重点分析裘布依公式的基本假定和适用范围,找出影响传统计算方法精度的主要因素,结合铁路一般供水站用水量较小的特点,寻求单孔抽水试验计算水文地质参数简单可行的新方法。
该方法主要根据勘探孔的抽水试验资料,建立Q —S 抛物线方程,用数值方法求算S=1m 时的单位出水量q 值,然后求算渗透系数K 值,再代入裘布依公式中求算引用补给半径R 值。
在计算过程当中,使用了数理统计方法。
此外,还使用了基姆公式,以便解决只做一次水位降深时求算S=1m 时的近似单位出水量q 值。
从而用小口径(≤146mm )勘探试验孔的水文地质参数K ,R 值,预测大口径(>146mm )生产井(大口井、管井、结合井、干扰井、渗渠即水平集水管)等的出水量。
第二章 渗透系数和影响半径传统计算公式与存在问题第一节 裘布依公式的假设条件和使用范围自1863年法国水力学家裘布依提出潜水井和承压水井公式以来历经百余年,至今仍然被广泛使用着。
实践证明,该公式诞生以来,在指导人类开发地下水资源方面起到了举足轻重的作用,促进了社会进步并获得了经济效益。
但是长期以来在使该公式时,由于种种原因,常常忽视了该公式的适用范围和条件,因而造成系列误差,影响了渗透系数和引用补给半径的计算成果。
一‚裘布依公式1,承压水完整孔 r R MS Q K ln 2π=(2-1)2,潜水完整孔 rR h H Q K ln )22-=(π (2-2)式中 K —含水层渗透系数(m/d );Q —钻孔出水量 (m 3/d);S —水位降深(m );M —承压含水层厚度(m );H —天然情况下潜水含水层厚度 (m );h —潜水含水层在抽水试验时的孔内剩余厚度(m );R —含水层半径,即应用补给半径(m );r —过滤管半径(m )。
压水试验计算渗透系数
压水试验计算渗透系数渗透系数是指土壤水分在单位时间内通过单位面积的渗透量。
在压水试验中,通过测量水分在土壤中的渗透量和渗透时间,可以计算出土壤的渗透系数。
下面将详细介绍在压水试验中计算渗透系数的方法。
压水试验是一种常用的实验方法,用于测定土壤的渗透性能。
通常是将一定量的水施加到土壤上方的固定高度,并通过测量下方排水水位的变化,来计算出土壤的渗透系数。
下面是一个标准的压水试验步骤:1.准备实验装置:选择一个适当大小的渗透箱,底部为滤水板。
将试验土壤填充到箱中,均匀压实。
在箱的侧面设置排水阀门,并连接水位计。
2.将水加到试验装置上方的固定高度:通过水泵或者手工方式,将水加到装置上方,使得水位保持固定。
这个水位可以根据需要进行调整。
3.打开排水阀门:在打开排水阀门前,记下初始时间和排水深度。
然后缓慢地打开阀门,允许水进入土壤,并开始排水。
4.测量排水水位的变化:记录下在时间间隔内的排水水位变化,可以使用水位计或者其他合适的测量仪器来进行测量。
5.计算渗透系数:根据测量得到的渗透量和时间,可以使用一些经验公式或者数学模型来计算土壤的渗透系数。
在计算渗透系数时,有几种常见的方法:1.利用海伦公式:海伦公式是经验公式,用于计算土壤的渗透系数。
它的公式形式为K=Q/(A*t),其中K为渗透系数,Q为渗透量,A为土壤面积,t为渗透时间。
这种方法简单易用,但对土壤性质的要求较高。
2.利用多项式拟合:将排水水位变化的数据点进行多项式拟合,得到拟合曲线。
然后根据拟合曲线的斜率,来计算土壤的渗透系数。
这种方法能够更好地考虑土壤渗透过程的动态变化。
3.利用数值模拟方法:使用数值模拟方法,通过建立土壤渗透模型,来计算渗透系数。
这种方法需要较高的计算能力和数据处理能力,但能够更加精确地模拟土壤的渗透过程。
无论采用哪种方法,都需要注意以下几点:1.样本的采集需要随机且代表性,以确保测试结果的可靠性。
2.在实验中要严格控制试验条件,包括水压、接触力和温度等因素的控制。
用抽水试验确定渗透系数
用抽水试验确定渗透系数1.抽水试验资料整理试验期间,对原始资料和表格应及时进行整理。
试验结束后,应进行资料分析、整理,提交抽水试验报告。
单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表,其内容包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。
并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。
多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。
群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S-t、S-lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。
注意:(1)要消除区域水位下降值;(2)在基岩地区要消除固体潮的影响;3)傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。
多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结,其内容包括:试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。
2. 稳定流抽水试验求参方法求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。
(1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式承压完整井:潜水完整井:式中K——含水层渗透系数(m/d);Q——抽水井流量(m3/d);sw——抽水井中水位降深(m);M——承压含水层厚度(m);R——影响半径(m);H——潜水含水层厚度(m);h——潜水含水层抽水后的厚度(m);rw——抽水井半径(m)。
(2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式式中hw ——抽水井中水柱高度(m);h1、h2——与抽水井距离为r1和r2处观测孔(井)中水柱高度(m),分别等于初始水位H0与井中水位降深s之差,h1= H0 –s1;h2= H0 –s2。
渗透系数
简介
又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大,岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地.
编辑本段意义及计算方法
渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数K的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法(包括实验室测定法和现场测定法)或经验估算法来确定K值
编辑本段渗透系数的测定方法
渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法
目前在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。如图:
试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间t内流经试样的水量V,则
渗透系数的大小主要不取决于岩土空隙度的值,而取决于空隙的大小、形状和连通性,也取决于水的粘滞性和容量,因此,温度变化,水中有机物、无机物的成分和含量多少,均对渗透系数有影响。
渗水系数
>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§6.2渗透系数和导水系数渗透系数又称水力传导系数,是描述介质渗透能力的重要水文地质参数。
根据达西公式,渗透系数代表当水力坡度为1时,水在介质中的渗流速度,单位是m/d 或cm/s 。
渗透系数大小与介质的结构(颗粒大小、排列、空隙充填等)和水的物理性质(液体的粘滞性、容重等)有关。
导水系数即含水层的渗透系数与其厚度的乘积。
其理论意义为水力梯度为1时,通过含水层的单宽流量,常用单位是m 2/d 。
导水系数只适用于平面二维流和一维流,而在三维流及剖面二维流中无意义。
利用抽水试验资料求取含水层的渗透系数及导水系数方法视具体的抽水试验情况而定,下面就各种情况下的计算公式加以简述,其原理及具体计算步骤可参考地下水动力学相关教材。
一、单孔稳定流抽水试验抽水孔水位下降资料求渗透系数1. 当Q ~s (或2h ∆)关系曲线呈直线时, (1)承压水完整孔:rR sMQ K ln 2π= (6-9)(2)承压水非完整孔: 当M ﹥150r ,l /M ﹥0.1时, )12.1ln (ln2rMl l M r R sMQ K ππ-+=(6-10) 当过滤器位于含水层的顶部或底部时,)]2.01ln([ln 2rM llM r R sMQ K +-+=π(6-11)(3)潜水完整孔:rR h HQK ln )(22-=π (6-12)(4)潜水非完整孔:当h ﹥150r ,l /h ﹥0.1时,)12.1ln(ln)(22rhll h rR h HQK ππ⋅-+-=(6-13)当过滤器位于含水层的顶部或底部时,)]2.01ln([ln )(22rh ll h rR h HQK +-+-=π图6-2 土壤含水率变化曲线-14)式中 K —渗透系数(m/d ); Q —出水量(m 3/d ); s —水位下降值(m );M —承压水含水层的厚度(m ); H —自然情况下潜水含水层的厚度(m );h —潜水含水层在自然情况下和抽水试验时的厚度的平均值(m ); h —潜水含水层在抽水试验时的厚度(m ); l —过滤器的长度(m ); r —抽水孔过滤器的半径(m ); R —影响半径(m )。
什么是渗透系数渗透系数的测定方法
什么是渗透系数渗透系数的测定方法渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标,其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。
那么你对渗透系数了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是渗透系数的内容,希望大家喜欢!渗透系数的介绍渗透系数又称水力传导系数(hydraulic conductivity)。
在各向同性介质中,它定义为单位水力梯度下的单位流量,表示流体通过孔隙骨架的难易程度,表达式为:κ=kρg/η,式中k为孔隙介质的渗透率,它只与固体骨架的性质有关,κ为渗透系数;η为动力粘滞性系数;ρ为流体密度;g为重力加速度。
在各向异性介质中,渗透系数以张量形式表示。
渗透系数愈大,岩石透水性愈强。
强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜;弱透水的亚砂土渗透系数为1~0.01米/昼夜;不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。
据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。
渗透系数的计算方法影响渗透系数大小的因素很多,主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等,要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难,通常可通过试验方法,包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。
渗透系数的测定方法渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。
1.实验室测定法目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多,但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。
常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数,从而水头差也为常数。
如图:试验时,在透明塑料筒中装填截面为A,长度为L的饱和试样,打开水阀,使水自上而下流经试样,并自出水口处排出。
待水头差△h和渗出流量Q稳定后,量测经过一定时间 t 内流经试样的水量V,则V = Q*t = ν*A*t根据达西定律,v = k*i,则V = k*(△h/L)*A*t从而得出k = q*L / A*△h=Q*L /( A*△h)常水头试验适用于测定透水性大的沙性土的渗透参数。
渗透系数的表示方法
渗透系数的表示方法
渗透系数呀,它是个挺有趣的概念呢。
简单来说,它就是用来描述某种材料渗透能力的一个指标。
还有的时候呢,会用厘米/秒(cm/s)来表示。
这和米/秒其实是一个道理,就是单位换了一下。
对于一些渗透比较慢的材料,用厘米/秒可能会让数值看起来更方便一些呢。
比如说,某种黏土的渗透系数可能就是0.0001厘米/秒,感觉这个数字就很形象地体现出它渗透得很慢很慢。
在一些科学研究里呀,还可能会用到其他的表示方式。
比如说,用达西(D)这个单位。
不过这个达西可不像米和厘米那么直观啦。
1达西表示在1个大气压下,黏度为1厘泊的流体,在每平方厘米介质上,每秒渗透1立方厘米的流量。
这听起来是不是有点复杂呢?但其实呀,这也是科学家们为了更精确地研究渗透现象而搞出来的一种表示方法啦。
不同的表示方法其实都是为了适应不同的情况。
就像我们平时穿衣服,不同的场合要穿不同的衣服一样。
如果是简单的工程估算,可能米/秒或者厘米/秒就足够啦。
但要是深入研究一些特殊材料的渗透性能,那达西这种表示方法可能就更合适。
而且呀,在不同的国家和地区,可能大家也会根据自己的习惯来选择使用哪种表示方法。
不过不管怎么表示,渗透系数都是为了让我们更好地了解材料的渗透特性,这样我们就能更好地进行工程建设啦,像建造大坝的时候,就得好好考虑土壤的渗透系数,不然水都偷偷渗走了,那可就麻烦咯。
渗透系数计算
渗透系数计算
土工试验-渗透试验指导书内容介绍
第一节概述
渗透是水在多孔介质中运动的现象。
土体为多孔介质,水能够在土的孔隙中流动的特性叫土的渗透性。
若渗透水流在土中呈层流状态流动,则满足达西定律,即渗汉速度v与水力梯度I成正比,表达式为:
v=k?i
式中:k——渗透系数,cm/s;
v=q/A,渗流速度,cm/s;
i=h/L,水力梯度;
q——单位时间渗流量,cm3/s;
A——垂直渗流方向的横截面积cm2;
h——水位差,cm;
L——渗径长度,cm。
渗透试验的目的就是测量渗透系数k 。
由土的渗透系数评价土的渗透性大小,计算水工建筑物渗流量等。
第二节试验原理
渗透试验原理就是在试验装置中测出渗流量,不同点的水头高度,从而计算出渗流速度和水力梯度,代入公式(8-1)计算出渗透系数。
由于土的渗透系数变化范围很大,自大于10-1cm/s到小于10-7cm/s。
实验室内常用两种不同的试验装置进行试验:常水头试验装置用来测定渗透系数k比较大的无凝聚性土的渗透系数;变水头渗透试验装置用来测定渗透系数K较小的凝聚性土的渗透系数。
特殊设计的变水头试验测定粗粒土渗透系数和常水头试验测定渗透性极小的粘性土渗透系数也很常用。
关于渗透系数与透水率关系的公式推导与探讨
关于渗透系数与透水率关系的公式推导与探讨摘要:地层的透水性强弱是确定水利水电工程防渗设计方案的依据,同时也是评判防渗施工效果的依据。
目前衡量地层透水性强弱的常用指标有2个:一个是渗透系数,一个是透水率。
关于渗透系数和透水率的关系问题一直被人们关注和研究,但研究成果也存在很多差别。
本文通过构建钻孔压水模型,并对渗透系数计算公式进行推导,从公式角度分析二者之间的关系和影响因素,并结合工程实际进行分析和探讨,以便能给同行一定的借鉴和参考。
关键词:渗透系数;透水率;关系;探讨1.前言地层的透水性强弱是确定水利水电工程防渗设计方案的依据,同时也是评判防渗施工效果的依据。
目前衡量地层透水性强弱的常用指标有2个:一个是渗透系数,一个是透水率。
渗透系数使用范围广泛,从起初的天然土层、岩层,到后来的人造砂浆、混凝土,甚至塑料、金属材料等,基本囊括了所有材料,对其检测主要分为室内试验和野外现场试验两种。
透水率(吕荣值)则主要用于岩石地层,通过现场钻孔压水试验测得(基本无室内试验),主要用于与钻孔相关的工程勘察和基础防渗工程中。
关于渗透系数和透水率的关系一直被人们关注和研究,但研究成果也存在很多差别。
本文通过构建钻孔压水模型,并对渗透系数计算公式进行推导,从公式角度分析二者之间的关系和影响因素,并结合工程实际进行分析和探讨,以便能给同行一定的借鉴和参考。
2渗透系数介绍渗透系数一词起源于1856年,是法国水力学家亨利·达西(Henry Darcy),通过对均质砂土进行大量渗流试验研究,得出孔隙介质的渗流能量(水力梯度J,无量纲)与渗流速度V之间呈线性正比关系,即达西定律,公式为“V=KJ”, K定义为渗透系数。
渗透系数由渗透介质本身特性决定。
达西定律是反应流体在多孔介质内运动的基本规律,也是从宏观角度描述渗流过程的统计规律。
达西定律适用条件是:土体骨架不变形,流态为不可压缩牛顿流体的层流渗流。
达西定律本文过不多介绍,现以塑性混凝土室内渗透系数试验为例,进行说明。
抽水试验与“用单位出水量计算渗透系数”
4.1抽水试验目的要求4.1.1 抽水试验的目的(1) 确定含水层及越流层的水文地质参数:渗透系数K、导水系数T、给水度m、弹性释水系数m*、导压系数a、弱透水层渗透系数K'、越流系数b、越流因素B、影响半径R等。
(2) 通过测定井孔涌水量及其与水位下降(降深)之间的关系,分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。
(3) 为取水工程设计提供所需的水文地质数据,如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等,依据降深和流量选择适宜的水泵型号。
(4) 确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度;直接评价水源地的可开采量。
(5) 查明某些手段难以查明的水文地质条件,如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。
4.1.2 抽水试验分类抽水试验主要分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水。
(1)单孔抽水试验:仅在一个试验孔中抽水,用以确定涌水量与水位降深的关系,概略取得含水层渗透系数。
(2)多孔抽水试验:在一个主孔内抽水,在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。
通过多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。
(3)群孔干扰抽水试验:在影响半径范围内,两个或两个以上钻孔中同时进行的抽水试验;通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系,从而预测一定降深下的开采量或一定开采定额下的水位降深值,同时为确定合理的布井方案提供依据。
(4)试验性开采抽水试验:是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。
一般在地下水天然补给量不很充沛或补给量不易查清,或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地,为充分暴露水文地质问题,宜进行试验性开采抽水试验,并用钻孔实际出水量作为评价地下水可开采量的依据。
4.1.3 抽水试验的方法单孔抽水试验采用稳定流抽水试验方法,多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水试验一般采用非稳定流抽水试验方法。
渗透系数+基坑总涌水量计算公式汇总
3. 经验估算法渗透系数k值还可以用一些经验公式来估算,例如1991年哈森提出用有效粒径d10计算较均匀砂土的渗透系数的公式哈森(Hazen)(2-9)1955年,太沙基提出了考虑土体孔隙比e的经验公式太沙基(Kael·Terzaghi 1883~1963),近代土力学及基础工程学的创始人,1883年10月2日生于布拉格(当时属奥地利)。
早期从事钢筋混凝土的研究工作,1912年获奥地利格拉茨高等工业学院博士学位。
1921~1923年,发表了饱和粘土的一维固结理论,提出了有效应力原理。
1925年出版了最早的《土力学》专著。
1929~1938年任维也纳技术大学教授,1938年后任美国哈佛大学教授。
他一生论著有200多篇,代表性的论著有《理论土力学》和《土力学的工程实践》。
1936年太沙基发起成立国际土力学及基础工程协会,并任协会主席至1957年。
(2-10)以上二式中的d10均以mm计,k值的单位是cm/s。
这些经验公式虽然有其实用的一面,但都有其适用条件和局限性,可靠性较差,一般只在作粗略估算时采用。
在无实测资料时,还可以参照有关规范或已建成工程的资料来选定k值,有关常见土的渗透系数参考值如表2-1 。
表2-1 土的渗透系数参考值土的类别渗透系数kcm/s土的类别渗透系数kcm/s粘土<10-7中砂10-2粉质粘土10-5~ 10-6粗砂10-2粉土10-4~ 10-5砾砂10-1粉砂10-3~ 10-4砾石>10-1细砂10-3一、基坑总涌水量计算 按井管(筒)是否穿透整个含水层分为完整井和非完整井。
按井深分为浅井、中深井和深井。
当水井开凿在承压含水层中,而承压水头又高于地面时称承压井或自流井。
(一)、均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算: 1、基坑远离水源时:如图1(a )图1符号 意义单位 k 土的渗透系数 m/d H 潜水含水层厚度 m S 基坑水位降深 m R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d当为潜水含水层时: 当为承压水时: (2)、基坑等效半径当基坑为圆形时就是基坑半径, 当基坑为矩形时如下计算:γ0=0.29(a+b) 当基坑为不规则形状时:)1lg()2(366.10r R SS H K Q +-=kH S R 2=kS R 10=πA r =2、基坑近河岸:符号意义单位b 基坑中心到河岸的距离mQ 基坑总涌水量m3/d(二)、均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算:1、基坑远离地面水源:如图2(a)符号意义单位hm(H+h)/2 ml过滤器长度mR 降水影响半径γ基坑等效半径S 基坑水位降深Q 基坑总涌水量m3/d2lg)2(366.1rbSSHkQ-=)2.01lg()1lg(366.122rhllhrRhHkQmmm+-++-=)2(hHhm+=2、基坑近河岸:(含水层厚度不大时) b>M/2 如图2(b )式中:b为基坑中心至河岸的距离,M 为过滤器向下至不透水土层的深度符号 意义单位 M 见表格上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d1、基坑远离水源时: 如图3-a符号 意义单位 M 承压水厚度 m S 基坑水位降深 m k 土的渗透系数 m/d R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d]14.0lg 25.066.0lg 2lg [366.12220lM b M l r l l rb s l ks Q -+++=)1lg(73.20r RMSk Q +=2、基坑近河岸:b<0.5γ0 如图3-bb 为基坑中心至河岸的距离 符号意义单位 b 见表上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d(四)、均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算 如图4符号 意义单位 l过滤器长度 m M 承压水厚度 S 基坑水位降深 R 降水影响半径 γ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)2lg(73.20r b MS k Q =)2.01lg()1lg(73.20rM l l Mr R MS kQ +-++=(五)、均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算 如图5图5符号 意义单位 R 降水影响半径 m M 承压水厚度 H hγ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)1lg()2(366.102r R h M M H k Q +--=。
大坝坝体充填基础帷幕灌浆计算公式及实题
大坝坝体充填、基础帷幕灌浆计算公式及实题一、钻孔注水试验渗透系数的计算方法注水过程中一般用套管隔离非注水段,在试验段进行注水试验,试验采用定水头高度注水试验。
1、试验段长为5m、或试验段长大于5m时,采用下列公式:K=0.366SLQIg2Lr2、试验段长度小于或等于4m时,采用下列公式:K=Q试中:K渗透系数(cm/s)、Q稳定注入流量(m3/昼夜)(注入试段内水量)、L试验段长度(m)、S孔中水头高度(m)、r钻孔半径(m)。
实例1:某工程注水试验参数计算见下表:某工程压(注)水试验记录表孔号 ZK1 孔深5.3m 试验段由0.0 m至5.3m,共计5.3m, 钻孔直径130mm 柱塞位置 m,地下水位深度 m 地下水位深度 m,压力表至孔口距离 m稳定流量的的概念:在保持水头不变的条件下,每分中注入量最大值与最小值之差小于最终值的10%,即可终止观测,取最终值为计算值。
供水设备应保证出水率100L/min以上,水表最小读数值0.1L。
压力表最小读数值0.01Mpa。
该孔试验段长L=5.3m、稳定注入流量:Q=50.4(min/L)×60(min)×24(小时)=72.58(m/昼夜),孔中水头高度:S=0.0265浆水柱压力换算成水头高度得0.O265×100=2.65m(换算方法:1MPa=100m、0.1MPa=10m、0.01MPa=1m。
),r钻孔半径:130mm(130÷2÷1000=0.065m),将试验数化为米计算。
解:K=0.366×72·582·65×5·3Ig2×100·065=4.705m/昼夜×100÷86400=0.005445602、经过换算=5.45×10-3cm/s。
实例2:某工程注水试验参数计算见下表:某工程压(注)水试验记录表孔号 ZK1 孔深8.8m 试验段由5.1 m 至8.8m , 共计3.7m, 钻孔直径130mm 柱塞位置 m , 地下水位深度 m ,压力表至孔口距离 m(小时)=66.528(m 3/昼夜),S 孔中水头高度:浆水柱压力换算成水头高度得0.044×100=4.44m (换算方法:1MPa =100m 、0.1MPa =10m 、0.01MPa =1m 。
渗透系数+基坑总涌水量计算公式汇总
3. 经验估算法渗透系数k值还可以用一些经验公式来估算,例如1991年哈森提出用有效粒径d10计算较均匀砂土的渗透系数的公式哈森(Hazen)(2-9)1955年,太沙基提出了考虑土体孔隙比e的经验公式太沙基(Kael·Terzaghi 1883~1963),近代土力学及基础工程学的创始人,1883年10月2日生于布拉格(当时属奥地利)。
早期从事钢筋混凝土的研究工作,1912年获奥地利格拉茨高等工业学院博士学位。
1921~1923年,发表了饱和粘土的一维固结理论,提出了有效应力原理。
1925年出版了最早的《土力学》专著。
1929~1938年任维也纳技术大学教授,1938年后任美国哈佛大学教授。
他一生论著有200多篇,代表性的论著有《理论土力学》和《土力学的工程实践》。
1936年太沙基发起成立国际土力学及基础工程协会,并任协会主席至1957年。
(2-10)以上二式中的d10均以mm计,k值的单位是cm/s 。
这些经验公式虽然有其实用的一面,但都有其适用条件和局限性,可靠性较差,一般只在作粗略估算时采用。
在无实测资料时,还可以参照有关规或已建成工程的资料来选定k值,有关常见土的渗透系数参考值如表2-1 。
表2-1 土的渗透系数参考值土的类别渗透系数kcm/s土的类别渗透系数kcm/s粘土<10-7中砂10-2粉质粘土10-5~ 10-6粗砂10-2粉土10-4~ 10-5砾砂10-1粉砂10-3~ 10-4砾石>10-1细砂10-3一、基坑总涌水量计算 按井管(筒)是否穿透整个含水层分为完整井和非完整井。
按井深分为浅井、中深井和深井。
当水井开凿在承压含水层中,而承压水头又高于地面时称承压井或自流井。
(一)、均质含水层潜水完整井基坑涌水量计算: 1、基坑远离水源时:如图1(a )图1符号 意义单位 k 土的渗透系数 m/d H 潜水含水层厚度 m S 基坑水位降深 m R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d注:(1)、降水影响半径宜根据试验确定,当基坑安全等级为二、三级时, 当为潜水含水层时: 当为承压水时: (2)、基坑等效半径当基坑为圆形时就是基坑半径, 当基坑为矩形时如下计算:γ0=0.29(a+b) 当基坑为不规则形状时:)1lg()2(366.10r RSS H K Q +-=kH S R 2=kS R 10=πAr =2、基坑近河岸:如图1(b )符号 意义单位 b 基坑中心到河岸的距离m Q基坑总涌水量m 3/d(二)、均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算: 1、基坑远离地面水源: 如图2(a )图2符号 意义单位 h m (H+h)/2 m l 过滤器长度 m R 降水影响半径 γ0 基坑等效半径S 基坑水位降深 Q基坑总涌水量m 3/d02lg)2(366.1r b S S H kQ -=)2.01lg()1lg(366.10022r h l l h r R h H k Q m m m+-++-=)2(h H h m+=2、基坑近河岸:(含水层厚度不大时) b>M/2 如图2(b )式中:b 为基坑中心至河岸的距离,M 为过滤器向下至不透水土层的深度符号 意义单位 M 见表格上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d(三)、均质含水层承压水完整井基坑涌水量计算: 1、基坑远离水源时: 如图3-a图3符号 意义单位 M 承压水厚度 m S 基坑水位降深 m k 土的渗透系数 m/d R 降水影响半径 m γ0 基坑等效半径 m Q基坑总涌水量m 3/d]14.0lg 25.066.0lg 2lg [366.1222lM b M l r l l rb s l ks Q -+++=)1lg(73.20r RMSk Q +=2、基坑近河岸:b<0.5γ0 如图3-b b 为基坑中心至河岸的距离符号 意义单位 b 见表上说明 m Q基坑总涌水量m 3/d(四)、均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算 如图4图4符号 意义单位 l过滤器长度 m M 承压水厚度 S 基坑水位降深 R 降水影响半径 γ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)2lg(73.20r b MS kQ =)2.01lg()1lg(73.20rMl l M r R MS kQ +-++=(五)、均质含水层承压-潜水非完整井基坑涌水量计算 如图5图5符号 意义单位 R 降水影响半径 m M 承压水厚度 H hγ0 基坑等效半径 Q基坑总涌水量m3/d)1lg()2(366.102r R h M M H kQ +--=。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
文数值解与理论解 良好 吻合 , 证 实了该数值 方法的有 效性 。数值 结果表 明 , 对 于给定的截面积 , 水渗透 系数 随着截 面 长细比的增大而减小。对 于正 多边形柱状 管, 随着边数 的增加 , 水渗透 系数逐渐趋 向于圆形柱状管的水渗透 系数 。 正 四边形柱状管的水渗透 系数 约为圆形柱状管水渗透 系数 的 9 0 %, 3边数 - " 大于或等于 6时 , 水渗透 系数 与 圆形柱状 管
V. :0
来 讨论 水 渗 透性 ,而 对 于 柱状 孔 形 状 对 水 渗 透 性 的影 响研 究 还 不 十 分 充 分 。 因此 , 本文 基 于流 体 力
学 基 本 理 论 。运 用 不 可 压 缩 黏 性 流 动 的纳 维 尔 一 斯 托克斯 方程 [ 6 ] , 通 过 差 分 法 计 算 柱 状 管 的水 渗
第 4 9卷 第 2
GA Ns r dWAT E RR E S O URC ESA NDHYD ROP OW E RTE c l 矾0 L OGY
V o 1 . 4 9。 No . 2 F e b . , 2 01 3
・
设计与研究 ・
式( 2 ) 中, e为 雷诺数 。将 式 ( 2 ) 代 人式 ( 1 a ) 和( 1 b )
可得 :
了 以孔 隙 率 、孔 维 数 和最 大 孔 径 为特 征参 数 的 多 孔 材 料 水 渗 透 系 数 公 式 。[ 4 3 周 欣 竹 等 人 根 据 一 般
有 效 介 质 理 论 ,导 出 了硬 化 水 泥石 水 渗 透 系数 的
柱状管水渗透系数 计算 的数值 方法
陈凯明, 郑建 军 , 周 欣 竹
( 浙江 工业大 学 建 筑工程 学 院 , 浙江 杭 t , 1 3 1 0 0 1 4 )
摘要 : 基 于纳维尔一 斯托克斯方程和达西定律 , 运用有限差 分法计算 了柱状 管的水渗透 系数 。对于椭 圆形柱状 管 , 本
・
2l ・
2 0 1 3年 第 2期
甘 肃 水 利水 电技 术
第4 9卷
l = 。 , l : 。 = 。
1 . r = f
式( 6 ) 中, , 为所考虑 问题 的边界 。 2 . 2 计算方 法
( 5 )
为 常数 U o , 方 向速度 为 零 , 出 口端 为 自由输 出边 界 条件 。人 口端 方 向速度 尽可 能小 , 以保证符 合 雷诺 数R e < 5的流体渗 透条 件 。根据这 些条件 , 计算 所得
透系数。
收稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 1 — 2 O 基金项 目: 浙江省 自然科学基金项 目( Y 1 2 E 0 8 0 1 1 4 )
( 4 a
( 4 b )
相 对应 的初 始条件 和边界 条件 为 :
作者简介 : 陈凯 明( 1 9 8 8 一 ) , 男, 浙江杭州人 , 硕士研究生 , 研究方 向: 混 凝土材料耐久性 。
的 水 渗透 系数 基 本 一致 。 关键 词 : 柱状 管; 水 渗 透 系数 ; 纳 维 尔一 斯托 克斯 方程 ; 达 西 定律 ; 差 分 法 中 图分 类 号 : T V 2 2 1 . 2 文献标志码 : A 文章编号 : 2 0 9 5 — 0 1 4 4 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 0 2 1 — 0 3
用 毛细 孔 隙 率 和 临 界 毛细 孔 隙率 来计 算材 料 的相 对 导 电率 . 并在 K a t z和 T h o mp s o n工 作 的 基 础上 预 测 了普 通 波特 兰水 泥 石 的水渗 透 系数 。 t 2 ] K o z e n y利
用 多 孔材 料 的水 渗 透 率 与 孑 L 径 特征 平 方 值 之 间 的
1 前 言
2 基 本 方 法 2 . 1 控 制 方 程
材 料 的 耐 久 性 与 渗 透 性 之 间 有 着 密 切 的 关 系 。因而 水 渗 透 系 数是 评 价 材 料 耐久 性 的 重要 指 标。 现有 的试 验 和 理论 分 析 表 明 , 水 可 以通 过 连 通 孔 隙 和 裂 缝 以扩 散 和 渗 透 的方 式 进 入 材 料 内部 ,
在 笛 卡尔坐 标 系下 ,三 维不 可压 缩黏 性流 体的
纳维 尔一 斯托 克斯 方程组 [ 6 ] 为: + ( ' , . V) ’ , +
O t p
:丝 1 ,
P
( 1 )
( 1 b )
V・ v = O
式( 1 ) 中, 、 p 和t 分 别为 流 体 速度 矢 量 、 压力 、 密 度 和时 间 。 引人 特征 长度 、 特征 速度 和 流体动力
詈 ・ ) + = I V
V. =0
( 3 a )
( 3 b )
解 析 解 ,并 通过 试 验 确 定 该 解 析解 中所 包 含 的关 键参数。【 ] 上 述 研 究 大 多从 材 料 的 孔 隙率 、孔 径 等 方 面
对 于三 维不 可压缩 黏性流 体 的定 常问题 ,上 述 方 程进 一步 简化 为 : (
黏 性 系数 ,将 上述 方程 中的各物 理量 进 行无 量 纲
化有 :
=
主 2 - U t , P =
= ( 2 )
关 系 ,提 出 了 修 正 的 K o z e n y — C a r ma n方 程 。 t 3 3 Xu
等人应用 K o z e n y — C a r m a n方 程 和 分 形 理 论 ,提 出
并 在 孔 隙 水 完 全 饱 和 的 情 况 下 以 层 流 的 形 式 传 输。 K a t z和 T h o mp s o n在 预 测 多孔 岩 石 水 渗 透 系数 时, 用 临 界 孔 径 和相 对 导 电率来 表 征 , 提 出了饱 和 岩 石 水 渗 透 系 数 的理 论 解 。 … C h r i s t e n s e n等 人 利