Содержание
Коэффициент фильтрации грунта (понятие и средние значения)
Коэффициент фильтрации — это характеристика проницаемости грунта по отношению к конкретной фильтрующейся воде; при линейном законе фильтрации равен скорости фильтрации воды при единичном градиенте напора. (согласно п.3.1 ГОСТ 25584-2016).
Коэффициент фильтрации — это параметр, характеризующий проницаемость грунтов в отношении фильтрации воды при полном насыщении, численно равный скорости фильтрации при единичном градиенте напора. (согласно п.2.7 ГОСТ 23278-2014).
Скорость фильтрации — это расход воды через единицу площади поперечного сечения фильтрационного потока. (согласно п.3.2 ГОСТ 25584-2016).
Коэффициент фильтрации определяется:
- в лаборатории в соответствии с ГОСТ 25584-2016 «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации»
- полевыми методами путем откачки в соответствии с ГОСТ 23278-2014 «Грунты.
Методы полевых испытаний проницаемости»
Методы полевых испытаний проницаемости»Единицы измерения коэффициент фильтрации: м/сут; см/с.
Классификация грунтов по водопроницаемости в зависимости от коэффициента фильтрации в соответствии с таблицей Б.7 ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»
Таблица Б.7 ГОСТ 25100-2011
Разновидность грунтов | Коэффициент фильтрации Кф, м/сут |
Водонепроницаемый | Кф ≤ 0,005 |
Слабоводопроницаемый | 0,005 < Кф ≤ 0,3 |
Водопроницаемый | 0,3 < Кф ≤ 3 |
Сильноводопроницаемый | 3 < Кф ≤30 |
Очень сильноводопроницаемый | Кф >30 |
Коэффициент фильтрации различных грунтов и характеристика их водопроницаемости (по Н.
Н. Маслову)
| Грунты | Кф, м/сут | Характеристика грунтов по водопроницаемости |
|---|---|---|
| Глины, монолитные скальные грунты | < 5 ·10−5 | Практически непроницаемые |
| Суглинки, тяжелые супеси, нетрещиноватые песчаники | до 5 ·10−3 | Весьма слабопроницаемые |
| Супеси, слаботрещиноватые глинистые сланцы, песчаники, известняки | до 0,5 | Слабопроницаемые |
| Пески тонко- и мелкозернистые, трещиноватые скальные грунты | до 5 | Проницаемые |
| Пески среднезернистые, скальные грунты повышенной трещиноватости | до 50 | Хорошо проницаемые |
| Галечники, гравелистые пески, сильно трещиноватые скальные грунты | > 50 | Сильнопроницаемые |
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Основания, фундаменты и подземные сооружения под.
ред. Е. А. Сорочана и Ю. Г. Трофименкова, 1985 г.)
| Грунты | Кф, м/сут |
|---|---|
| Галечниковый (чистый) | >200 |
| Гравийный (чистый) | 100-200 |
| Крупнообломочный с песчаным заполнителем | 100-150 |
| Песок: | |
| гравелистый | 50-100 |
| крупный | 25-75 |
| средней крупности | 10-25 |
| мелкий | 2-10 |
| пылеватый | 0,1-2 |
| Супесь | 0,1-0,7 |
| Суглинок | 0,005-0,4 |
| Глина | <0,005 |
| Торф | |
| слаборазложившийся | 1-4 |
| среднеразложившийся | 0,15-1 |
| сильноразложившийся | 0,01-0,15 |
Ориентировочные коэффициент фильтрации различных грунтов (Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений под.
ред. М. И. Горбунова — Посадова 1964 г.)
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Глины нетрещиноватые | <10−7 | < 8,64·10−5 |
| Суглинки, тяжелые супеси | от 10−6 до 10−7 | от 8,64·10−4 до 8,64·10−5 |
| Супеси, трещиноватые глины | от 10−4 до 10−6 | от 8,64·10−2 до 8,64·10−4 |
| Пылеватые и мелкозернистые пески | от 10−3 до 10−4 | от 0,864 до 8,64·10−2 |
| Среднезернистые пески | от 10−1 до 10−3 | от 86,4 до 0,864 |
| Крупнозернистые пески, галечники | от 10-2 до 10−1 | от 8,64 до 86,4 |
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов, основания и фундаменты под ред.
С. Б. Ухова, 1994 г. стр.92 )
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Пески | от а·10−1 до а·10−4 | от а·10 до а·10−1 |
| Супеси | от а·10−3 до а·10−6 | от а· до а·10−3 |
| Суглинки | от а·10−5 до а·10−8 | от а·10−2 до а·10−5 |
| Глины | от а·10−7 до а·10−10 | от а·10−4 до а·10−7 |
a — любое число от 1 до 9,9 (поскольку диапазон измерения коэффициента фильтрации очень велик, а точность экспериментального определения относительно невелика, обычно его находят с точностью до порядка, т.
е. значением а пренебрегают)
Ориентировочные коэффициент фильтрации грунтов (Механика грунтов Н. А. Цытович, 1983 г. стр.41 )
| Грунты | Кф, см/с | Кф, м/сут |
|---|---|---|
| Супеси | от r·10−3 до r·10−6 | от r до r·10−3 |
| Суглинки | от r·10−5 до r·10−8 | от r·10−2 до r·10−5 |
| Глины | от r·10−7 до r·10−10 | от r·10−4 до r·10−7 |
r — любое число от 1 до 9
Определение влажности грунта (понятие и формула по ГОСТ)
Коэффициент Пуассона для грунта (поперечной деформации)
Коэффициент постели грунта (понятие и средние значения)
Коэффициент фильтрации и водопроницаемость грунтов
Под водопроницаемостью грунтов подразумевается способность почвенных пластов пропускать воду под влиянием силы тяжести.
Данная характеристика учитывается при использовании грунта для дорожного строительства, возведения насыпей, дренирующих и водоотводящих сооружений, при расчете скорости уплотнения почвы под воздействием нагрузки, пр.
При повышении в составе грунта глинистых и пылеватых включений, водопропускная способность резко снижается. Максимальная отдача влаги характерна для песка. Хорошо пропускают воду гравий, галечник, трещиноватыепороды, средняя способность у торфа, суглинков, супесей, мергелей и известняков. Совершенно не пропускают влагу кристаллические массивные горныепороды, глина, осадочные нетрещиноватые. Мелкозернистые породы могут отбирать воду у крупнозернистых.
Важнейшей характеристикой грунтов является коэффициент фильтрации, то есть скорость прохождения воды через среду с гидравлическим градиентом, равняющимся единице.
Среднее значение коэффициента фильтрации для рыхлых почв
Порода | Коэффициент фильтрации, м/сутки |
Суглинки | 0,05 |
Супесь | 0,05-0,1 |
Лесс | 0,05-1 |
Песок: пылеватый с мелким зерном зерном средней крупности с крупным зерном |
0,5-1 1-5 5-20 20-50 |
Гравий | 50-150 |
Галечник | 100-500 |
Галечник крупной фракции без песчаного наполнителя | 500-1000 |
Уточнение показателя из таблицыдля каждого отдельного случая проводится одним из следующих методов.
- Полевой. Обеспечивает наиболее правдивые результаты, так как проводится в условиях естественного залегания пород и циркуляции грунтовых вод. Метод подразумевает откачку воды из скважин, а при работе с неводоносными грунтами – налив воды в шурфы с последующим нагнетанием жидкости в скважины.
- Расчетный. Используется метод для песчаных пород и гравия, не является основным, так как дает приблизительные результаты, может применяться на начальных стадиях изысканий. Для проведения расчетов используются эмпирические формулы, которые связывают коэффициент фильтрации с гранулометрическим составом грунта, его пористостью и другими характеристиками.
- Лабораторный. Исследования основываются на изучении скорости прохождения воды через толщу грунта при разной силе напора. Для работы применяются два типа приборов – с постоянным и переменным напором.
- Устройства, моделирующие постоянный напор жидкости, используются для песчаных почв, характеризующихся высокой влагопроницаемостью. В емкость цилиндрической формы, оснащенную двумя пьезометрами, помещают образец грунта, через который фильтруют жидкость под напором. Расчеты выполняются по формуле:Q = kфIF: кф= Q/FI= QL/F(h2—h3), где F – диаметр сосуда, I – напорный градиент, Q – количество профильтрованной воды, h2и h3 – данные пьезометров,L – расстояние между точками подсоединения пьезометров.
- Устройства, моделирующие переменный напор, который характеризует неустановившееся движение водных частиц, применяются для грунтов с малой влагопроницаемостью. Приборы позволяют вести наблюдение во время изменения напорного градиента от 50 до 0,1 в пробах грунта, которые находятся под определенным давлением. В основе такого устройства находится одометр, посредством которого и оказывается давление на грунт. По трубкам к одометру подводится вода, по ним же жидкость отводится после фильтрации. Создание напора проводится при помощи пьезометрических трубок.
В емкость цилиндрической формы, оснащенную двумя пьезометрами, помещают образец грунта, через который фильтруют жидкость под напором. Расчеты выполняются по формуле:Q = kфIF: кф= Q/FI= QL/F(h2—h3), где F – диаметр сосуда, I – напорный градиент, Q – количество профильтрованной воды, h2и h3 – данные пьезометров,L – расстояние между точками подсоединения пьезометров.Организация «GeoCompani» качественно, быстро и по выгодным ценам выполнит геологические изыскания для участков в Москве и МО.
У нас можно заказать как комплексные, так и отдельные услуги. Работаем в соответствии с ГОСТами и СНиПами. Консультации предоставляются по телефону +7-495-777-65-35 или WhatsApp.
Читайте также:
- Когда лучше выполнять инженерно-геологические изыскания?
- Показатель текучести грунта
- Компрессионное сжатие
- Определение влажности грунта
- О ценах на инженерные изыскания для строительства
определение фильтрации+коэффициент по Медицинскому словарю
Фильтрация+коэффициент | определение коэффициента фильтрации+по Медицинскому словарю
Фильтрация+коэффициент | определение коэффициента фильтрации+по Медицинскому словарю
Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.
Возможно, Вы имели в виду:
Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:
фильтрация
коэффициент
Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:
Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.
Полный браузер
?
- ▲
- фильтрующий барьер
- фильтрующий барьер
- коэффициент фильтрации
- фильтрационная фракция
- фильтрационная фракция
- Фильтрующая фракция плазменного фракционатора
- фильтрующая мембрана
- фильтрующая мембрана
- фильтрующая мембрана
- фильтрующая мембрана
- фильтрация рентгеновских фотонов
- фильтрация рентгеновских фотонов
- фильтрация рентгеновских фотонов
- фильтрация рентгеновских фотонов
- давление фильтрации
- давление фильтрации
- давление фильтрации
- давление фильтрации
- Щели для фильтрации
- Щели для фильтрации
- Щели для фильтрации
- Щели для фильтрации
- Щели для фильтрации
- фильтровальное пространство
- фильтрация стерилизация
- Фильтрационная хирургия
- Фильтрационная хирургия
- Фильтрационная хирургия
- Продукция для систем фильтрации
- Группа технологий фильтрации
- фильтрация+коэффициент
- фильтрации
- фильтрации
- фильтрации
- фильтрометр
- Фильтр для частиц
- Фильтр частиц
- Фильтры для очистки дизельных двигателей
- ФИЛЬТРИН
- Парк Филтрона
- Фильтрона ПЛК
- фильтры
- Фильтрум
- Фильтрум
- Фильтрум
- Фильтрум
- фильтр желудочков
- Филту (вореда)
- Филвет
- ФИЛУ
- ФИЛЬГ
- нить
- нить
- нить
- нить
- коронарная нить
- коронарная нить
- нить твердой мозговой оболочки
- нить твердой мозговой оболочки
- нить твердой мозговой оболочки спинного мозга
- обонятельная нить
- ▼
Сайт:
Следовать:
Делиться:
Открыть / Закрыть
Термический анализ дороги на вечной мерзлоте
Для нашего расчета мы моделируем участок дороги протяженностью 1,3 км, расположенный в верхнем горизонте вечной мерзлоты.
Трехмерная геометрия геотехнической структуры грунта реконструируется с использованием интерполяции геологических данных для формирования трехмерной геометрии насыпи, изоляционного слоя и бетонных плит; все разработано изначально в программном обеспечении со специальными инструментами для геометрических построений. Расчетная область занимает площадь 1000x300x90 метров.
3D модель дороги и геологическое строение грунта на участке со сложным рельефом
Масштаб 3D модели
9000s в конструкции дорожного полотна и грунта расчетная область
На границах трехмерной геометрии задаются граничные условия и определяются условия теплообмена с окружающей средой.
Граничные условия на 3D гидрогеологической модели участка дороги
Для учета конвективного теплообмена с атмосферой задаются граничные условия третьего типа на границе грунт/дорога.
Температура воздуха ( T a ) задается в виде периодической зависимости от времени на интервале 1 год:
| Месяц | я | II | III | IV | В | ВИ | VII | VIII | IX | х | XI | XII |
| Температура воздуха, o С | -26,4 | -26,4 | -19,2 | -10,3 | -2,6 | 8,4 | 15,4 | 11,3 | 5,2 | -6,3 | -18,2 | -24 |
В основу программы заложен коэффициент конвективной теплоотдачи ( α в ) расчеты средних скоростей ветра, которые в нашем примере приведены в следующей таблице:
я
II
III
IV
В
ВИ
VII
VIII
IX
х
XI
XII
2,3
2,3
2,6
3,2
3,2
3,4
3.
1
2,6
2,7
2,8
2,4
2,4
Для учета влияния снежного покрова на теплоотдачу от земли в атмосферу задается следующая динамика толщины снежного покрова:
| Месяц | я | II | III | IV | В | ВИ | VII | VIII | IX | х | XI | XII |
| Толщина снежного покрова, м | 0,47 | 0,49 | 0,51 | 0,47 | 0,16 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0,18 | 0,25 | 0,38 |
В расчете принимается отсутствие снежного покрова на дорожном полотне.
Для учета нагрева солнечным излучением устанавливается следующий шаг излучения:
| Месяц | я | II | III | IV | В | ВИ | VII | VIII | IX | х | XI | XII |
| Солнечное излучение, Вт/м 2 | 1,9 | 21,2 | 84.1 | 157,8 | 247,7 | 310,6 | 296,3 | 205,6 | 121,9 | 39,4 | 9,3 | 1,9 |
Для почвы альбедо A принимается равным 0,75; для железобетонной плиты А = 0,2.
Поверхностное инфракрасное излучение учитывается по закону Стефана – Больцмана, при этом коэффициент излучения поверхности ε принимается равным 0,9, а доля поверхностного инфракрасного излучения, отраженного атмосферой обратно на поверхность Земли, p = 0,9 .
На нижней границе задается граничное условие первого рода: температура вечной мерзлоты, равная -1,5 o C.
На боковой границе расчетной области тепловой поток равен нулю.
На строительные материалы (железобетонные плиты и теплоизоляционный материал «пеноплекс») устанавливаются следующие теплофизические свойства:
Параметры | Краткий текст материала | |
Железобетонная плита | Теплоизоляция | |
| Объемная теплоемкость материала, кДж/(м 3 ∙ о С) | 2500 | 62,1 |
| Теплопроводность, Вт/(м∙ о С) | 1,5 | 0,031 |
| Весовая влажность общая, % | 0,0001 | 0 |
| Плотность, кг/м 3 | 2500 | 45 |
| Температура фазового перехода, о С | 0 | 0 |
| Коэффициент фильтрации, мкм/с | 0,001 | 0,0000001 |
Теплофизические свойства некоторых геологических слоев:
Параметры | Краткий текст материала | |||||
Набережная | Уровень 1 | Уровень 2 | Уровень 4 | Слой 11 | Слой 14 | |
| Объемная теплоемкость талых пород, кДж/(м 3 ∙ о С) | 2480 | 4000 | 3170 | 2310 | 2390 | 2160 |
| Объемная теплоемкость мерзлого грунта, кДж/(м 3 ∙ о С) | 1890 | 2310 | 2410 | 2140 | 2080 | 1800 |
| Теплопроводность талого грунта, Вт/(м∙ о С) | 1,57 | 0,81 | 1,57 | 1,62 | 2,0 | 1,54 |
| Теплопроводность мерзлых грунтов, Вт/(м∙ о С) | 1,86 | 1,34 | 1,8 | 1,74 | 2,2 | 1,62 |
| Общая весовая влажность почвы, % | 0,2 | 3,47 | 0,29 | 0,18 | 0,21 | 0,21 |
| Плотность сухого грунта, кг/м 3 | 1400 | 80 | 1450 | 1710 | 1630 | 1550 |
| Температура фазового перехода, о С | 0 | 0 | -0,31 | -0,38 | -0,32 | 0 |
| Коэффициент фильтрации, мкм/с | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 10 | 10 | 10 |
Зависимость содержания незамерзшей воды от температуры приведена для каждого типа грунта в соответствии с нормами СНиП 2.
02.04-88 «Основания и фундаменты на вечной мерзлоте».
Для численного решения уравнения тепло-фильтрации трехмерная геометрия дискретизируется на расчетной сетке, состоящей из 45,27 млн клеток.
3D модель расчетная сетка дороги по вечной мерзлоте
Расчетная сетка с декорациями деревьев и домов Проведем прогноз теплового режима грунта и дорожного полотна на 3-х летний период .
В результате модельного расчета получаем распределение температуры в различные моменты времени.
Распределение температуры ( о С) во втором слое грунта зимой через 2,5 года. Верхний слой почвы (Слой 1) отключен
Распределение температуры во втором слое почвы летом через 3 года
Распределение температуры на поверхности земли и дороги в лето через 3 года
Анализ динамики температурного поля может быть выполнен в сечении расчетной области.
Распределение тепла в сечении может быть выполнено в виде изолиний помимо цветовой заливки. Несимметричное распределение изолиний температуры обусловлено конвективным теплообменом за счет фильтрации.
Распределение температуры в сечении расчетной области (зима через 2 года)
Распределение температуры в виде изолиний в сечении расчетной области (зима через 2 года)
Распределение температуры летом через 2 года в сечении расчетной области
На следующем рисунке видно, что грунт, расположенный непосредственно под дорожным полотном, оттаивает до основания насыпи (см. изолинию 0 или положение С).
Распределение температуры в сечении расчетной области по изолиниям (лето через 2 года)
Более точный анализ глубины протаивания грунта можно выполнить в виде содержания незамерзшей воды в постпроцессоре программы.
Распределение относительного содержания незамерзшей воды (отношение содержания незамерзшей воды к общей гравиметрической влажности почвы: W w /W tot ) в течение лета через 2 года
Поскольку значение общей гравиметрической влажности почвы ( W tot ) известно для каждого типа почвы, для более точного представления полностью талых участков результирующее распределение содержания незамерзшей воды получают как отношение незамерзшей воды к общей гравиметрической влажности почвы:7 почти равна общей гравиметрической влажности почвы W tot ). Таким образом, распределение содержания незамерзшей воды выражается в диапазоне от нуля до единицы, где единица соответствует полностью оттаявшей почве, поскольку содержание незамерзшей воды равно общей гравиметрической влажности почвы. При температуре почвы ниже начальной температуры фазового перехода величина незамерзшей воды уменьшается и отношение W w /W к t стремится к нулю.
Однако, согласно зависимости содержания незамерзшей воды от температуры, установленной нормами СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на многолетнемерзлых грунтах», только песок может иметь нулевую незамерзшую воду при температурах ниже нуля градусов Цельсия. Для других почв при отрицательных температурах всегда имеется некоторое отличное от нуля количество незамерзшей воды. Анализ распределения относительного содержания незамерзшей воды удобнее проводить на сечении расчетной области.
Распределение относительного содержания незамерзшей воды через 2 года в летнее время (сечение расчетной области)
В Frost 3D процесс течения грунтовых вод моделируется на основе дифференциального уравнения Дарси. Для моделирования фильтрации подземных вод на боковых границах расчетной области задаются соответствующие уровни гидравлического напора (от 40 до 100 м над уровнем моря). Для «безнапорного» слоя грунта величина гидравлического напора равна уровню грунтовых вод.
При учете сезонных изменений фильтрации подземных вод значение гидравлического напора на границах задается как зависимость от времени (например, конкретное значение для каждого месяца).
Результирующие симуляции скорости фильтрации подземных вод зимой и летом в направлении оси x показаны ниже.
Скорость фильтрации по оси x (микрометров в секунду) зимой через 2 года
Скорость фильтрации по оси x (микрометров в секунду) летом через 2 года
Различные значения Скорость фильтрации подземных вод летом и зимой обусловлена уменьшением величины коэффициента фильтрации при промерзании почвы. Поскольку в некоторых грунтах при отрицательных температурах имеется некоторое количество незамерзшей воды, коэффициент фильтрации для них отличен от нуля при температуре ниже 0 °С.
При изменении коэффициента фильтрации верхних слоев от 0,01 до 50 мкм/с скорость фильтрации подземных вод увеличивается.